Harvester IC abbina automaticamente le celle solari alle batterie

Aug 22, 2023

Nexperia ha creato un circuito integrato di raccolta di energia per celle fotovoltaiche fino a circa 1 mW, che abbina automaticamente la cella alla batteria, con l'obiettivo di estrarre almeno l'80% dell'energia che la cella può produrre per una determinata illuminazione. L'intervallo di raccolta è compreso tra 35 µW e 2 mW.

All'interno del circuito integrato, denominato NEH2000BY, la conversione di potenza avviene tramite un convertitore cc-cc capacitivo che raddoppia la tensione, controllato da un algoritmo che regola il convertitore con l'obiettivo di raggiungere il suo obiettivo di efficienza con la variazione della luce ambientale su diversi tipi di celle fotovoltaiche che forniscono energia a una varietà di batterie. Quando i livelli di luce cambiano, si dice che la regolazione avvenga in meno di un secondo.

A causa della forma tipica delle curve di carico fotovoltaico e delle caratteristiche del moltiplicatore di tensione, scegliere una cella fotovoltaica con una tensione a circuito aperto pari a 0,69 volte la tensione della batteria darà all'algoritmo le migliori possibilità di raggiungere il suo obiettivo, ha affermato Nexperia, ampliando questo campo. tra 0,5x e 0,8x per prestazioni ragionevoli.

Electronics Weekly ha chiesto maggiori dettagli sul suo algoritmo di ottimizzazione e sui suoi limiti poiché la scheda tecnica non è del tutto chiara, quindi tieni d'occhio questo spazio. Finora ha risposto che la sua tecnica di tracciamento della potenza “misura effettivamente la potenza in modo accurato”.

Può funzionare con batterie ricaricabili tra 2,5 e 4,5 V e funzionare con una batteria a partire da 2 V e l'uscita delle celle può variare fino alla tensione della batteria, anche se più di 2 V danneggeranno l'IC se la batteria non è collegata. "Per evitare che la batteria si carichi direttamente dalla cella fotovoltaica, fare attenzione che la tensione a circuito aperto sia inferiore a Vbatt più la tensione del diodo", ha affermato l'azienda. L'ottimizzazione è “per raccoglitori fotovoltaici, ma si integra con qualsiasi altro raccoglitore che rispetti il ​​suo intervallo di tensione in ingresso”.

L'avvio richiede almeno 1,65 V dalla cella e 2,5 V dalla batteria. Qualsiasi qualifica di carica per la batteria, come sovratensione (Giusto) o la temperatura, deve essere esterna e reimmettersi nel pad di disabilitazione dell'IC.

Sebbene la potenza in ingresso minima sia nominalmente 35μW, Nexperia ha affermato: “NEH2000BY può essere configurato per il funzionamento a partire da una potenza in ingresso di 10μW. In questo caso il range di potenza si abbassa di circa un fattore due”, ma non fornisce ulteriori dettagli nella scheda tecnica.

Il funzionamento è compreso tra -40 e +85°C e l'imballaggio è QFP in plastica da 3 x 3 mm con 16 pad: l'azienda afferma che l'area totale della scheda, inclusi i tre condensatori esterni necessari, può essere di 12 mm2.

Sono previste applicazioni nei nodi IoT wireless, negli smart tag indossabili e nelle etichette elettroniche da scaffale.

Per il futuro? "La prossima versione avrà un fattore di potenziamento significativamente maggiore", ha dichiarato Nexperia a Electronics Weekly. “Per le applicazioni più comuni, tuttavia, 2x è sufficiente.”

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