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   BOLT™ Power Cell 采用凌力爾特的 LTC3588-1 壓電式能量收集轉(zhuǎn)換芯片給 Dust Networks 微塵供電

   2013 年 6 月 25 日 — MicroGen Systems 公司 (下稱“MicroGen”) 近日于美國(guó)伊利諾伊州羅斯蒙特舉辦的“Sensors Expo and Conference” 展覽會(huì)(會(huì)期為 2013 年 6 月 5 日至 6 日) 上宣布：振動(dòng)能量收集 BOLT Power Cell (見圖 1) 實(shí)現(xiàn)了一款實(shí)時(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN)，其采用凌力爾特 (Linear Technology) 公司的 Dust Networks LTC5800-IPM SmartMesh™ IP 片內(nèi)微塵 (觀看類似的演示視頻短片 – 凌力爾特演示)。凌力爾特微塵由 MicroGen 的壓電式微機(jī)電系統(tǒng) (壓電式 MEMS) 振動(dòng)能量收集器或微功率發(fā)電機(jī) (MPG) 技術(shù)進(jìn)行供電。
 
                      
   圖 1：圖中所示為基于 MicroGen 壓電 MEMS 的微功率 AC 發(fā)電機(jī)，Power Cell (9V 電池外形) 具有 3.3V DC 輸出，以及采用一個(gè)超級(jí)電容器或一個(gè)可再充電電池 (可使用固態(tài)電池或鋰離子幣形電池) 的插入式 Energy Cell 以提供附加的儲(chǔ)能容量。

   凌力爾特 WSN 包括 4 個(gè)微塵，并采用了高效功率受控型通信的 WSN 軟件。自供電式微塵由設(shè)定在 120Hz 典型工業(yè)振動(dòng)級(jí)和 0.2g (g = 9.8 m/s2) 加速度 G 級(jí)的電子振動(dòng)器使能。MicroGen 把這種由振動(dòng)提供電能的微塵擺放在凌力爾特的展臺(tái)和 X-FAB MEMS Foundry 的展臺(tái)。這些微塵距離 MicroGen 的展臺(tái)大約 20~30 米。這是由一家商業(yè)公司完成首個(gè)全采用 MEMS 能量收集進(jìn)行供電的 WSN。
 
                   

   在 MicroGen 公司 BOLT Power Cell 的內(nèi)部是一個(gè)小型半導(dǎo)體 MEMS 芯片，其采用類似于計(jì)算機(jī)芯片行業(yè)的工藝進(jìn)行制造。該芯片是一個(gè)面積約為 1.0cm2 的壓電式 MEMS MPG，其包括一個(gè)含有壓電式薄膜的末端質(zhì)量加載微懸臂。當(dāng) MPG 的懸臂由于外部振動(dòng)力的原因而上下彎曲時(shí)，將產(chǎn)生交流 (AC) 電。在諧振時(shí) AC 功率輸出達(dá)到最大，此時(shí)其大約為 100μW (在 120Hz 和 ≥ 0.1g) 和 900μW (在 600Hz 和 ≥0.5g)。

  采用凌力爾特的 LTC3588-1 壓電式能量收集 AC 至 DC 轉(zhuǎn)換器時(shí)，可將 AC 高效地轉(zhuǎn)換為 DC。在采集了能量之后，將其暫時(shí)存儲(chǔ)在一個(gè) 300μF 的電容器中。Power Cell 的功率輸出范圍介于 25μW 至 500μW 之間 (在 3.3V DC 電壓下)，具體數(shù)值取決于配置和頻率。BOLT Power Cell 可用來實(shí)現(xiàn)許多不同制造商的無線傳感器微塵。

   最低限度，BOLT Power Cell 就是一個(gè)電池替換部件，其采用了振動(dòng)能量，而不是利用對(duì)環(huán)境有害的材料所產(chǎn)生之化學(xué)能源。目的是免除 WSN 工業(yè)和建筑應(yīng)用中的主電池或可再充電電池，或延長(zhǎng)這些電池的壽命，在此類應(yīng)用中，若要在安裝好的WSN 中以人工方式頻繁更換電池，這非常耗費(fèi)成本。Power Cell 將在介于 100Hz 至 1500Hz 的 50 / 60Hz 諧波下提供。MicroGen 的 MPG 和 Power Cell 對(duì)于低加速度的 G 級(jí)是非常敏感的。在某一特定的工業(yè)特征頻率下，當(dāng) G 級(jí) <0.1~0.5g (取決于頻率) 時(shí) Power Cell 將使能附接的 WS 微塵。在量產(chǎn)的情況下，MPG 和 Power Cell 的生產(chǎn)成本估計(jì)分別為 0.50 美元和 1.00 美元左右。

  凌力爾特 Dust Networks 產(chǎn)品組總裁 Joy Weiss 指出：“看到MicroGen 為實(shí)現(xiàn)自供電型 SmartMesh 無線傳感器所取得的能量收集技術(shù)進(jìn)步，我感到十分高興。”

  凌力爾特公司波士頓設(shè)計(jì)中心總監(jiān) Sam Nork 表示：“在MicroGen的演示中，將其壓電式采集芯片與凌力爾特的 LTC3588 壓電轉(zhuǎn)換器整合在一起，這是可為WSN 應(yīng)用有效地產(chǎn)生DC 電流的完美搭配。”

  MicroGen 的首席執(zhí)行官 Robert Andosca 表示，“能夠展示一款可實(shí)現(xiàn)凌力爾特 SmartMesh 無線微塵的低成本能量收集器解決方案，我們感到非常欣喜。我們的目標(biāo)是提供具備可被目前市面上所有無線傳感器產(chǎn)品所使用的一種壓電式 MEMS 收集器。我們的 BOLT Power Cell 是達(dá)到這一目標(biāo)的首個(gè)產(chǎn)品實(shí)例，其具有一個(gè)基于商用 MEMS 的能量收集發(fā)電機(jī)組件。”

  MicroGen 在 6 月的傳感器博覽會(huì)上推出了它們的 BOLT 產(chǎn)品線。MicroGen 計(jì)劃于 2013 年夏季末宣布其產(chǎn)品的供貨情況。最初，MicroGen 將提供 100Hz、120Hz 和 600Hz 的 MPG 和 BOLT Power Cell。如需獲得額外的能量存儲(chǔ)容量，則可利用 (a) 22mF Panasoic 超級(jí)電容器、(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固態(tài)電池、以及 (c) 7.0mA-hr Panasonic 可再充電幣形電池來提供插入式 BOLT Energy Cell。請(qǐng)登錄 BOLT 產(chǎn)品網(wǎng)頁，該網(wǎng)頁包含了至所有 MicroGen 產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的鏈接。

  關(guān)于 MicroGen Systems 公司

  MicroGen 致力于開發(fā)以其專屬壓電MEMS 平臺(tái)技術(shù)為基礎(chǔ)的一系列產(chǎn)品，并在 X-FAB Silicon Foundries AG (www.xfab.com) 位于德國(guó)漢堡市北部的晶圓廠進(jìn)行制造。MicroGen 的第一款壓電MEMS 組件是小型 (體積 <1.0 cm3，比豌豆還小) 的振動(dòng)式能量采集器或MPG (體積 <1.0cm3，比豌豆還小)。此MPG 是MicroGen 的 BOLT™ Power Cell 直流電源的“核心”。這些低成本、使用壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品能擷取環(huán)境中的廢棄不用的振動(dòng)能量，將能取代或延長(zhǎng)無線傳感器或其他微電子應(yīng)用中的電池壽命。

  MicroGen 主要的目標(biāo)市場(chǎng)是工業(yè)和建筑市場(chǎng) (例如: 過程自動(dòng)化、機(jī)器監(jiān)測(cè)、照明控制、HVAC、智能化公用事業(yè)計(jì)量和其他許多應(yīng)用)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，第二市場(chǎng)將是運(yùn)輸系統(tǒng) (例如: 飛機(jī)、火車和汽車、民用基礎(chǔ)建設(shè)監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)追蹤等等)。

  MicroGen 位于紐約州羅徹斯特市，并在康奈爾大學(xué) (www.cnf.cornell.edu) 開發(fā)其核心的壓電平臺(tái)技術(shù)。MicroGen 由實(shí)力強(qiáng)大的國(guó)際化管理團(tuán)隊(duì)、董事會(huì)和咨詢委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)，成員均擁有深厚的半導(dǎo)體與 MEMS 產(chǎn)業(yè)和新創(chuàng)公司經(jīng)驗(yàn)。

  如需更多信息，請(qǐng)登錄 www.microgensystems.com。

  凌力爾特公司簡(jiǎn)介

  凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 是 S&P 500 指數(shù)的成員，在過往的 30 多年，一直致力于為全球主要的公司設(shè)計(jì)、制造和銷售門類寬泛的高性能模擬集成電路。凌力爾特的產(chǎn)品為我們身處的模擬世界與數(shù)字化電子建立起不可或缺的橋梁，應(yīng)用范圍包括通信、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)、汽車、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療、儀表、消費(fèi)、以及軍事和航天系統(tǒng)等領(lǐng)域。凌力爾特制造的產(chǎn)品包括電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)理、RF 和接口 IC、µModule? 子系統(tǒng)、以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。如需更多信息，請(qǐng)登錄 www.linear.com.cn。

  LT、LTC、LTM、Linear Technology、Linear 標(biāo)識(shí)和 µModule 是凌力爾特公司的注冊(cè)商標(biāo)。所有其他商標(biāo)均為其各自擁有者的產(chǎn)權(quán)。