能量收集应用无处不在

图 3：LTC3588 的典型应用原理图　　

　　应该提到的是，压电效应是可逆的，即展现直接压电效应 (一加上压力就产生电位) 的材料也展现反向压电效应 (一加上电压就产生压力和/或应力，即挠曲)。

　　LTC3588-1 在 2.7V 至 20V 的输入电压范围内工作，从而非常适用于多种压电换能器以及其他高输出阻抗能源。其高效率降压型 DC/DC 转换器提供高达 100mA 的连续输出电流或者甚至更高的脉冲负载。其输出可以设定为 4 个固定电压 (1.8V、2.5V、3.3V 或 3.6V) 之一，以给无线发送器或传感器供电。输出处于稳定状态 (无负载) 时，静态电流仅为 950nA，从而最大限度地提高了总体效率。

　　LTC3588-1 用来直接与压电或可替代高阻抗 AC 电源连接、给电压波形整流以及在外部存储电容器中储存收集到的能量，同时通过一个内部并联稳压器消耗过多的功率。具 1V 至 1.4V 迟滞窗口的超低静态电流 (450nA) 欠压闭锁 (ULVO) 模式使电荷能在存储电容器上积累，直到降压型转换器能高效率地将部分储存的电荷传送到输出为止。

　　LTC3105 是一款超低电压升压型转换器和 LDO，专门用来极大地简化从低压、高阻抗可替换电源收集和管理能量的任务，如光伏电池、热电发生器 (TEG)、燃料电池等电源。其同步升压型设计以低至 250mV 的输入电压启动，从而使该器件非常适用于在不够理想的照明条件下，从甚至最小的光伏电池收集能量。其 0.2V 至 5V 的宽输入电压范围使该器件成为多种应用的理想选择。集成的最大功率点控制器 (MPPC) 使 LTC3105 能抽取电源能所提供的最大可用功率。如果没有 MPPC，电源能产生的功率仅为理论最大值的一小部分。峰值电流限制自动调节，以最大限度地提高电源转换效率，同时突发模式 (Burst Mode^®) 工作将静态电流降至仅为 22uA，从而最大限度地降低了能量储存元件的漏电流。超低 I_QLDO 能直接给流行的低功率微控制器或传感器电路供电。如果没有 MPPC，电源转换器能产生的功率仅为理论最大值的一小部分。峰值电流限制自动调节，以最大限度地提高电源转换效率，同时突发模式 (Burst Mode^®) 工作将静态电流减小至仅为 22μA，从而最大限度地降低了能量储存元件的漏电流。超低 I_QLDO 能直接给常用的低功率微控制器或传感器电路供电。

　　图 4 所示电路采用了 LTC3105，用单节光伏电池给单节锂离子电池充电。在太阳能能源可用时，该电路能使电池连续充电，而当太阳能能源不再可用时，电池能用储存的能量给应用供电。　　

图 4：利用单节光伏电池的锂离子电池涓流充电器　　

　　LTC3105 能以低至 250mV 的电压启动。在启动时，AUX 输出最初在同步整流器禁止的情况下充电。一旦 V_AUX达到约 1.4V，该转换器就离开启动模式，进入正常工作状态。最大功率点控制在启动时不使能，不过，电流从内部限制到足够低的水平，以允许靠电流非常小的输入电源启动。尽管该转换器处于启动模式，但是 AUX 和 V_OUT之间的内部开关仍然保持禁止，而且 LDO 也是不采用。参见图 5 所示典型启动时序举例。

　　当 V_IN或 V_AUX高于 1.4V 时，转换器进入正常工作状态。转换器继续给 AUX 输出充电，直到 LDO 输出进入稳定状态为止。一旦 LDO 输出进入稳定状态，转换器就开始给 V_OUT引脚充电。V_AUX仍然保持足够高的值，以确保 LDO 处于稳定状态。如果 V_AUX高于保持 LDO 稳定所需的值，那么就从给 AUX 输出充电转变为给 V_OUT输出充电。如果 V_AUX下降太多，那么电流就重新流向 AUX 输出，而不是用来给 V_OUT输出充电。一旦 V_OUT上升到高于 V_AUX，就启动一个内部开关，以将这两个输出连接到一起。

　　如果 V_IN高于被驱动的输出 (V_OUT或 V_AUX) 上的电压，或被驱动的输出低于 1.2V，那么同步整流器就禁止，并以关键的传导模式工作，从而甚至在 V_IN> V_OUT时，仍能实现稳定状态。

　　如果输出电压高于输入电压并高于 1.2V 时，那么同步整流器就启动。在这种模式时，SW 和 GND 之间的 N 沟道 MOSFET 启动，直到电感器电流达到峰值电流限制为止。一旦达到电流限制，N 沟道 MOSFET 就关断，SW 和被驱动输出之间的 P 沟道 MOSFET 就启动。该开关一直保持接通，直到电感器电流降至低于谷值电流限制为止，然后重复该周期。当 V_OUT达到稳定点时，连接到 SW 引脚的 N 沟道和 P 沟道 MOSFET 都禁止，转换器进入休眠状态。