應用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的最佳能源裝置

寂靜天花板

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，業(yè)界一直期待以能量采集為電源的無線通訊技術(shù)能夠應用于生活的方方面面。為了采集各種信息，大量的傳感器節(jié)點被應用于物聯(lián)網(wǎng)，能量采集有望作為能源裝置應用于無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點，因為能源收集可以免去定期更換傳感器電池的需要，同時又不受限于電池的續(xù)航能力。由于采集到的能源不是很穩(wěn)定可靠，添加一個能量存儲裝置就變得很有必要。

( J' D3 R2 B( t目前，市面上已經(jīng)有超級電容和傳統(tǒng)鋰離子電池等不同類型的能量儲存裝置，相比之下，村田的小型能源裝置(UMA系列)具有更適用于能量采集應用的優(yōu)越產(chǎn)品特性。它有助于實現(xiàn)傳感節(jié)點的高效率，免維護，節(jié)省空間和輕型化，能夠在各種復雜環(huán)境下以小電流充電，并且能夠保持能量不易泄漏。例如，在橋梁、隧道、大壩或鉆井平臺等大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)中，需要對抗來自天氣、地震、車流等強大復雜的外力干擾，往往不方便經(jīng)常更換電池，這時便可以考慮采用村田UMA系列產(chǎn)品。


框圖
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" u  K: r7 l0 `% W. K村田的小型能源裝置(UMA系列)可高效提取和收集光能、動能、熱能等能量來源，并轉(zhuǎn)化成電能持續(xù)給系統(tǒng)供電。這種能源儲電器件裝置的第一大特點是壽命長，即使充放電循環(huán)5000次以上(放電深度：50%)，容量劣化也很小，按每天充放電UMA一次來計算，5000次循環(huán)大約可以有13年的使用壽命;第二大特點是超低損耗，即便用5uA的小電流充電，UMA仍具有優(yōu)越的充電(容量)保持率，同時由于其漏電流低，充電90天后的容量保持率也能達到88%*2，漏電流相當于0.17μA*2;第三大特點是迅速啟動，相較于超級電容和傳統(tǒng)鋰離子電池，UMA在能源采集功能開啟后能夠快速充電至標稱電壓，幫助縮短充電時間或避免使用一次電池進行預充電。第四大特點是直接驅(qū)動負載，可用于如Beacon等設(shè)備需要瞬間大電流放電的峰值功率輔助。此外，UMA還可以高速率放電，直接支持近場通信設(shè)備的傳輸(如BLE，Zigbee等)，同時由于其ESR低，即使在-20℃溫度環(huán)境下也能正常使用。正因為這些優(yōu)勢，村田的小型能源裝置(UMA系列)在追蹤定位裝置(智能家居、智能建筑、智能農(nóng)業(yè)、資產(chǎn)追蹤、庫存追蹤、行李追蹤、動物/寵物追蹤、兒童/老人追蹤、病人監(jiān)護、農(nóng)場動物用RFID標簽等)眾多領(lǐng)域得到了廣泛應用。

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7 x+ N: f5 R4 `! h! I< UMA 和超級電容*2 的VT特性比較> *2 UMAC040130A003TA01的示例數(shù)據(jù)


* u7 r; c6 }9 O% ~& y  a不斷豐富的產(chǎn)品陣容
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此次，為滿足市場對薄型、大容量能源裝置產(chǎn)品的需求，村田在原有的“UMA系列”圓柱型能源裝置UMAC產(chǎn)品陣容中，新加入了層壓型的UMAL。層壓型UMAL實現(xiàn)了12mAh的容量、200mΩ的低阻抗以及比UMAC更長的循環(huán)特性，未來村田還進一步增加產(chǎn)品種類以滿足市場對更大容量的需求。
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