用于加速智能建筑遠(yuǎn)距離無線充電設(shè)計(jì)的評估板

Energous 宣布與能量收集 PMIC 和超低功耗微控制器開發(fā)商 e-peas SA 建立合作伙伴關(guān)系，開發(fā)一款將 e-peas 的能源管理 IC 技術(shù)與 Energous 的射頻 （RF） 解決方案相結(jié)合的評估板，以支持遠(yuǎn)程無線充電應(yīng)用。

在接受 EEWeb 采訪時(shí)，Energous 總裁兼首席執(zhí)行官 Stephen R. Rizzone 和首席運(yùn)營官兼工程執(zhí)行副總裁 Cesar Johnston 強(qiáng)調(diào)了智能建筑、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、零售電子顯示器等的功能和應(yīng)用機(jī)會(huì)。 Energous 的 WattUp 和 e-peas 的 AEM 技術(shù)在集成參考設(shè)計(jì)上的結(jié)合將促進(jìn)新解決方案的部署。

WattUp & e-peas 的 AEM30940

比利時(shí)公司 e-peas 提供能量收集和處理解決方案，為無線設(shè)備提供無限的電池壽命，增加收集的能量并顯著降低功耗。

Energous 的 WattUp無線充電技術(shù)基于 RF 技術(shù)，它為無線充電提供了許多優(yōu)勢，包括能夠設(shè)計(jì)成沒有平面的小尺寸產(chǎn)品和設(shè)備。該技術(shù)支持接觸式和過度充電?？罩袩o線充電——通過基于線圈的解決方案減少定位和干擾問題。具有單個(gè)放大器和天線的架構(gòu)的簡單性使其足夠小以適應(yīng)各種用例。在頻率方面，該解決方案基于 Energous 的 900MHz 技術(shù)。

評估板的功能主要包括 e-peas AEM30940、Supercap 或可充電鋰電池、Smartbond DA14531 BLE SoC、環(huán)境光傳感器、溫度/濕度傳感器和可選的 E-ink 超低功耗顯示驅(qū)動(dòng)器。

圖 1：評估板框圖

圖 2：Energous 和 e-peas 的評估板

“Energous WattUp 技術(shù)支持主動(dòng)無線充電，其核心是部署單個(gè)發(fā)射器或發(fā)射器網(wǎng)，具體取決于所需充電區(qū)的大小，可提供 24/7 的電源。 WattUp PowerHub 發(fā)射器旨在提供一個(gè)從幾厘米到 5 米甚至更遠(yuǎn)的廣播充電區(qū)，”Energous 的 Rizzone 和 Johnston 說。“當(dāng)與與 e-peas 聯(lián)合開發(fā)的電力采集評估板結(jié)合使用時(shí)，該組合可以支持廣泛的有源、遠(yuǎn)距離、采集應(yīng)用，包括用于零售、樓宇和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的電子顯示標(biāo)簽和傳感器。此外，

e-peas 的能量收集 IC 解決方案 - AEM30940 - 是一個(gè)集成能量管理電路，可從壓電發(fā)電機(jī)、微型渦輪發(fā)電機(jī)或任何高頻射頻輸入中提取直流電，同時(shí)將能量存儲(chǔ)在可充電元件中，并為系統(tǒng)提供兩個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)壓電壓。AEM30940 可延長電池壽命，并最終消除工業(yè)監(jiān)控、家庭自動(dòng)化、交通和智能農(nóng)業(yè)等大量無線應(yīng)用中的主要儲(chǔ)能元件。

AEM30940 可收集高達(dá) 110 mA 的可用輸入電流。它集成了一個(gè)超低功率升壓轉(zhuǎn)換器，可為鋰離子電池、薄膜電池、超級電容器或傳統(tǒng)電容器等存儲(chǔ)元件充電。升壓轉(zhuǎn)換器的工作輸入電壓范圍為 50 mV 至 5 V。憑借其獨(dú)特的冷啟動(dòng)電路，它可以在輸入電壓低至 380 mV 且輸入功率僅為 3 μW 的情況下以空存儲(chǔ)元件開始工作。 低壓電源通常以 1.2 V 或 1.8 V 驅(qū)動(dòng)微控制器。高壓電源通?？梢栽?1.8 V 和 4.1 V 之間的可配置電壓下驅(qū)動(dòng)無線電收發(fā)器。兩者均由高效 LDO（低壓差） 低噪音和高穩(wěn)定性的穩(wěn)壓器。

配置引腳通過設(shè)置儲(chǔ)能元件的預(yù)定義條件（過充電或過放電電壓）以及選擇高壓電源和低壓電源的電壓來確定各種工作模式。此外，可以通過犧牲幾個(gè)配置電阻來獲得特殊模式。

該芯片集成了為典型無線傳感器供電的所有有源元件。需要五個(gè)電容器和兩個(gè)電感器，分別以小型 0402 和 0603 SMD 形式提供。只有七個(gè)外部組件，集成度最高，占用空間和 BOM 最小，優(yōu)化了 WSN 設(shè)計(jì)的上市時(shí)間和成本。

所使用的 WattUp 技術(shù)是一種非波束成形、單天線和單功率放大器 （PA） 設(shè)計(jì)，它基于一種架構(gòu)方法，可為小型設(shè)備的無線充電建立路徑。目標(biāo)是在發(fā)射設(shè)備前創(chuàng)建一個(gè)1米的“充電區(qū)”，延伸至5米及以上，可以不受限制地同時(shí)為智能眼鏡、助聽器和可穿戴設(shè)備等多個(gè)接收器充電關(guān)于定位或方向。