Linear Technology LTC3588: przetwornica DC/DC do aplikacji energy harvesting

 

Scalona przetwornica LTC3588 firmy Linear Technology służy do wytwarzania stabilizowanego napięcia o wartości wybranej spośród: 1,8V/2,5V/3,3V/3,6V, charakteryzując się wydajnością prądową do 100 mA. Układ jest konstrukcyjnie przystosowany do zasilania energią pozyskiwaną z niekonwencjonalnych źródeł, jak na przykład: generatory piezoelektryczne, foto- czy też termoogniwa.

 

 

Artykuł z multimedialną prezentacją, prezentujące możliwości układu LTC3588 opublikowaliśmy tu.

Układ LTC3588 może pełnić funkcję alternatywnego źródła zasilania dla układów o niskim poborze mocy pracujących w warunkach, gdzie stosowanie i wymiana na nowe standardowych ogniw jest utrudnione lub niemożliwe.

Podstawowe cechy i parametry układu LTC3588:

  • możliwość wyboru – za pomocą wejść cyfrowych – jednej z czterech wartości napięcia wyjściowego: 1,8V/2,5V/3,3V/3,6V,
  • maksymalny prąd wyjściowy 100 mA,
  • wykorzystanie energii z takich źródeł jak wibratory piezoelektryczne, ogniwo fotowoltaiczne, termogenerator, generatory elektromagnetyczne itp.,
  • możliwość współpracy z zapasowym źródłem zasilania np. baterią wykorzystywanym gdy nie jest dostępna energia np. z piezoelementu,
  • niewielka liczba dodatkowych elementów potrzebnych do funkcjonowania przetwornicy,
  • obudowa DFN (3mm × 3mm) o 10 wyprowadzeniach.

Na rysunku 1 pokazano wewnętrzną budowę układu LTC3588, a na rysunku 2 jego podstawowy schemat aplikacyjny, na podstawie którego powstała testowa płytka drukowana.
Źródło energii elektrycznej – na przykład piezoelement V21B firmy Mide (fotografia 3) – jest podłączane do wejść PZ1 i PZ2 układu LTC3588. Linie te są wejściem wbudowanego w LTC3588 mostka prostowniczego w dwupołówkowej konfiguracji Graetz’a o niskim spadku napięcia. Z mostka wyjścia mostka napięcie jest przekazywane jest do zewnętrznego kondensatora (w niektórych przypadkach zalecane jest zastosowanie superkondensatora) dołączonego do wyprowadzenia VIN. Pojemność tego kondensatora należy dobrać w zależności od przewidywanych przerw i zaników energii ze źródła oraz poziomu mocy pobieranej z przetwornicy przez zasilany układ np. mikrokontroler. Napięcie pracy kondensatora nie powinno być mniejsze niż 20V jeżeli źródłem energii będzie element piezoelektryczny. Gdy poziom naładowania kondensatora jest odpowiednio wysoki zaczyna pracować wewnętrzny generator przetwornicy.

 

Rys. 1. Schemat blokowy układu LTC3588

Rys. 1. Schemat blokowy układu LTC3588

 

 

Rys. 2. Schemat aplikacyjny układu LTC3588

Rys. 2. Schemat aplikacyjny układu LTC3588

 

 

Przetwornica DC/DC pracuje w trybie buck. Napięcie wyjściowe jest podawane na wejście sprzężenia zwrotnego VOUT dla zapewnienia stabilizacji jego wartości. O wartości stabilizowanego napięcia wyjściowego dostarczanego przez przetwornicę decydują stany logiczne na wejściach D1 i D0.

 

Fot. 3. Wygląd piezoelektrycznego generatora napięcia V21B firmy Mide

Fot. 3. Wygląd piezoelektrycznego generatora napięcia V21B firmy Mide

 

 

Każde z nich może być zwarte do masy, co będzie odpowiadać poziomowi logicznemu 0 lub do wyprowadzenia VIN2, co odpowiada logicznej 1. Na poniższym zestawieniu przedstawiono możliwe kombinacje wpływające na poziom napięcia wyjściowego.

 

D1 D0 VOUT
0 0  1,8V
0 1  2,5V
1 0  3,3V
1 1  3,6V

 

Do pobrania

O autorze