TI公司的bq25504是高效率超低效率的能量采集升壓充電IC，可以管理各種直流源如太陽能或熱電發(fā)生器（TEG）所產(chǎn)生的微瓦或毫瓦功率，超低靜態(tài)電流小于330nA，可連續(xù)從VIN大于80mV的輸入源采集能量，冷啟動電壓VIN大于330mV，具有串聯(lián)的動態(tài)MPPT，所采集的能量可儲存在鋰電池中，薄膜電池，超級電容或傳統(tǒng)電容。 太陽能充電器，TEG收集，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），工業(yè)監(jiān)視，能量存儲，環(huán)境監(jiān)測，基線/結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM），智能建筑物控制，手持保健設(shè)備以及娛樂系統(tǒng)遙控等。 bq25504主要優(yōu)勢和特性，方框圖，太陽能，TEG和MPPT應(yīng)用電路圖，bq25504 EVM評估板性能指標(biāo)，電路圖產(chǎn)品和材料清單，PCB布局圖產(chǎn)品以及太陽能能量采集總體解決方案包括傳統(tǒng)逆變器解決方案框圖，微逆變器解決方案投影和太陽能街燈照明長度圖。

德州儀器（TI）推出用于納米功率能量收集的高效升壓充電器IC

bq25504是新的智能集成式能量收集納米功率管理解決方案家族中的第一個，非常適合滿足超低功率應(yīng)用的特殊需求。該產(chǎn)品經(jīng)過專門設(shè)計，可以有效地獲取和管理從各種直流電源（例如光伏（太陽能）或熱力發(fā)電機）產(chǎn)生的微瓦（μW）到毫瓦（mW）的功率。bq25504是同類產(chǎn)品中第一個實現(xiàn)針對產(chǎn)品和系統(tǒng)的高效升壓轉(zhuǎn)換器/充電器的產(chǎn)品，例如對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）具有嚴(yán)格功率和操作要求的產(chǎn)品和系統(tǒng)。bq25504的設(shè)計始于僅需微瓦功率即可開始工作的DCDC升壓轉(zhuǎn)換器/充電器。

bq25504主要優(yōu)勢和特性：

?具有高效DC / DC升壓轉(zhuǎn)換器/充電器的超低功耗–

從低輸入源連續(xù)收集能量： VIN≥80 mV（典型值）–

超低靜態(tài)電流：IQ 《330 nA（典型值）–

冷啟動電壓：VIN ≥330 mV（典型值）

?可編程動態(tài)美心庵功率點跟蹤（MPPT）

-綜合動力最大功率點跟蹤的最優(yōu)能量提取能量生產(chǎn)過程中資源的品種

-輸入電壓調(diào)節(jié)功能，可防止崩輸入源

?儲能

-能源可以存放到可充電鋰離子電池，薄膜電池，超級電容器或常規(guī)電容器中

?電池充電和保護用戶可編程的欠壓/過壓電平

–帶有可編程過熱 關(guān)斷功能的片上溫度傳感器

?電池狀態(tài)輸出

–電池良好的輸出引腳–可編程的

閾值和滯后–

警告附加的微控制器，

即將掉電–可用于啟用/禁用系統(tǒng)負(fù)載

bq25504應(yīng)用：

?能量收集

?太陽能充電器

?熱力發(fā)電機（TEG）收集

?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）

?工業(yè)監(jiān)控

?能源存儲

?環(huán)境監(jiān)控

?橋梁/結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控（SHM）

?智能建筑控制

?便攜式和可穿戴健康設(shè)備

?娛樂系統(tǒng)遙控器

圖1.bq25504功能附件圖

圖2.bq25504太陽能應(yīng)用電路圖

VIN_DC = 1.2 V，CSTOR = 4.7μF，LBST = 22μH，CHVR = 4.7μF，CREF = 10 nF，TSD_PROTL（65°C），MPPT（VOC）= 80％VBAT_OV = 3.1 V ，VBAT_UV = 2.2 V，VBAT_OK = 2.4 V，VBAT_OK_HYST = 2.8 V，ROK1 = 4.42MΩ，ROK2 = 4.22MΩ，ROK3 = 1.43MΩ，ROV1 = 5.9MΩ，ROV2 = 4.02MΩ，RUV1 = 5.6MΩ，RUV2 = 4.42MΩ ，ROC1 = 15.62MΩ，ROC2 = 4.42MΩ

圖3.bq25504 TEG應(yīng)用電路圖

VIN_DC = 0.5 V，CSTOR = 4.7μF，LBST = 22μH，CHVR = 4.7μF，CREF = 10 nF，TSD_PROTH（120°C），MPPT（VOC）= 50％VBAT_OV = 4.2 V ，VBAT_UV = 3.2 V，VBAT_OK = 3.5 V，VBAT_OK_HYST = 3.7 V，ROK1 = 3.32MΩ，ROK2 = 6.12MΩ，ROK3 = 0.542MΩ，ROV1 = 4.42MΩ，ROV2 = 5.62MΩ，RUV1 = 3.83MΩ，RUV2 = 6.12MΩ ，ROC1 = 10MΩ，ROC2 = 10MΩ

圖4.bq25504 MPPT應(yīng)用電路圖

VIN_DC = 1.2 V，CSTOR = 4.7μF，LBST = 22μH，CHVR = 4.7μF，TSD_PROTL（65℃），

MPPT（VOC）=禁用VBAT_OV = 3.3 V，VBAT_UV = 2.2 V，VBAT_OK = 2.8 V，VBAT_OK_HYST = 3.1 V，ROK1 = 3.97MΩ，ROK2 = 5.05MΩ，ROK3 = 0.976MΩ，ROV1 = 5.56MΩ，ROV2 = 4.48MΩ，RUV1 = 5.56MΩ，RUV2 = 4.42MΩbq25504

EVM評估板

bq25504 EVM –具有能量收集器應(yīng)用的電池管理的超低功耗升壓轉(zhuǎn)換器

bq25504EVM-674 –具有能量收集器應(yīng)用的電池管理的超低功耗升壓轉(zhuǎn)換器。此EVM出廠時已編程，可進行與大多數(shù)MCU兼容的設(shè)置和3V紐扣電池。EVM被編程為提供3.1VDC最大電壓（OV）來為存儲元件充電，而欠壓則被編程為2.2VDC。當(dāng)VSTOR上升至2.8VDC且VSTOR下降至2.4VDC時，VBAT_OK指示切換為高電平。用戶指南介紹了bq25504評估模塊（EVM），如何執(zhí)行獨立評估以及如何使EVM與系統(tǒng)和主機接口。

bq25504 EVM評估板的主要特性：

用于能量采集

器應(yīng)用的bq25504超低功耗升壓轉(zhuǎn)換器/充電器的評估模塊，具有電池管理功能，

用于欠壓，過壓的電阻可編程設(shè)置，用于靈活的電池管理，包括用于微調(diào)設(shè)置的POT（未填充）

可編程推挽輸出電池狀態(tài)指示（VBAT_OK）

可用于測試目的的關(guān)鍵信號測試點–提供簡易的探頭連接跳線–易于更改設(shè)置

圖5。bq25504 EVM評估板外形圖

bq25504 EVM評估板性能指標(biāo)：

圖6。bq25504 EVM評估板電路圖

bq25504 EVM評估板材料清單（BOM）：

圖7。bq25504 EVM評估板PCB布局圖

TI能量太陽能采集總體解決方案

傳統(tǒng)逆變器解決方案

中部，或“傳統(tǒng)”，逆變器是直流電源轉(zhuǎn)換從72電池的太陽能電池板的一個串到AC功率的集中的功率控制單元在公用電網(wǎng)上使用。這些通常是產(chǎn)生超過1 kW功率的大型商業(yè)或住宅系統(tǒng)。整個串的最大功率點跟蹤僅在逆變器盒上完成，逆變器盒可能還包括從電網(wǎng)“孤島”到太陽能系統(tǒng)的繼電器。

圖8 。.傳統(tǒng)逆變器解決方案

方案

微型逆變器的運行方式與中央逆變器系統(tǒng)相似，但安裝在每個單獨的面板上，并且處理的

功率要低得多，通常為300W。微型逆變器提供了好處對于那些想從小開始但又具有

MPPT的完整DC / AC轉(zhuǎn)換并在以后擴展的用戶來說，具有很好的可擴展性。

圖9.微逆變器解決方案布局（1）

微轉(zhuǎn)換器將單個太陽能電池板的直流電源點最大化，并將要向下游傳輸?shù)闹绷麟妷恨D(zhuǎn)換（向下或向上）轉(zhuǎn)換為集中式交流（并網(wǎng)）逆變器。與集中式轉(zhuǎn)換器相比，這些系統(tǒng)位于每個面板上的功率更低（典型值為300 W）。這些有時稱為“優(yōu)化器”，因為它們優(yōu)化了每個面板的功能，從而提高了系統(tǒng)的整體效率。

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圖10.微逆變器解決方案布局（2）

3.電池充電解決方案

離網(wǎng)型太陽能系統(tǒng)通常需要給電池或一組電池單元充電，這些電池或電池單元陣列在沒有太陽能的情況下為負(fù)載提供連續(xù)的功率。更長的時間。通常對成本敏感，為了優(yōu)化存儲元件的大小，成本和可用功率，離網(wǎng)系統(tǒng)還要求最大功率點。但是，這可以通過采用比并網(wǎng)系統(tǒng)更低的功耗和更簡單的MCU來實現(xiàn)，也可以采用簡單的固定功率點（通常設(shè)置為VOC的76％）來實現(xiàn)。LED照明和電機等負(fù)載可能需要額外的功率提升和/或控制。

圖11.太陽能街燈照明附件圖。

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