systemes autonomes - Site Vincent Boitier.

SYSTEMES AUTONOMES
Autonomie énergétique. Durée : (12h)
Plan : I‐ Introduction.
stucture d’un système autonome. niveaux de puissance et d’ énergie visés.
II‐ Stockage.
piles / accus / supercapa / autres.
III‐ Sources.
PV / TEG / vibrations (piezo, électromagnétique,
électrostatiques) / RF .
IV‐ Circuits électroniques associés.
régulateur / élévateur /abaisseur / pompe de charge / CI basse consos / autres fonctions.
Objectifs :
Maîtriser le rôle et le dimensionnement des éléments nécessaires
à l’alimentation électrique d’un système autonome.
M2 ESET // UNIVERSITE PAUL SABATIER TOULOUSE III // Vincent Boitier nov. 2012
1
1 INTRODUCTION : exemple de système autonome énergétiquement.
PROJET alimentation électrique d’un nœud de capteurs.
SACER (Système Autonome Communicant En Réseau),
Un réseau de capteur sans fils pour les
communications mais aussi sans fils pour
l’alimentation électrique
objectifs : 1/ récupération de l’énergie ambiante
2/ stockage de cette énergie
3/ gestion et distribution de l’énergie
Dragomirescu D., Advanced architectures for WSN Aerospace application : SACER, LAAS‐CNRS
Regulator
LDO
PV
Panel
(CIGS)
energy transfer
measure/command
(µP)
energy management
Buck
converter
Energy
Storage
supercap
DC/DC
regulator
Data Acquisition
System
+
UWB Transfer
ADC Memory
Sensor
Thèse Dariga Meekhun LAAS‐CNRS
M2 CESE opt GD2E
Radio
2
1 INTRODUCTION
Commande de l’interrupteur PMOS
PPV
PCHARGE
PC
PMP
4,2 cm.
10 Éléments PC10
PMOS
Microcontrôleur
4,5 cm.
Régulateurs de V
Charge
DC / DC
Super capa : PC10
30x25x5mm3
PV
M2 CESE opt GD2E
3
1 INTRODUCTION
50 s autonomie
VPV
VSUPERCONDO
VCHARGE
ISUPERCONDO
Remarque : 2h d’autonomie si système de mesure en veille.
M2 CESE opt GD2E
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2 STOCKAGE– INTRODUCTION
Densité de puissance (W/kg)
Densité d’énergie (Wh/kg)
W = P x T
(J)
(W) (s)
(Wh) (W) (h)
1Wh = 3600 J
Source d’énergie :
Piles
Batteries
Source de puissance :
Supercapacités
Paramètres importants : Tension (V), courant (A), capacité (Ah ou F ) , température, autodécharge(%Cn), précautions de charge (IV ou autre) et de décharge, profondeur de décharge (DOD en %Cn).
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2 STOCKAGE – PILES
Une pile est un générateur non rechargeable
C’est un générateur électrochimique d’électricité
Elle comporte :
‐ une cathode, site d’une réaction globale de réduction (pôle positif)
‐ une anode, site d’une réaction globale d’oxydation (pôle négatif)
‐ une région séparatrice qui sépare physiquement les deux électrodes et élimine les éventuels risques de court circuits qui pourraient se produire. Cette région doit être poreuse afin d’accommoder la solution d’électrolyte ; ‐ une solution électrolytique (solide ou liquide) qui permet les échanges ioniques.
Différentes technologies
Piles salines (Zinc‐Carbone, 1,5V , 70 Wh/kg)
Piles alcalines (zinc dioxyde de manganèse dans électrolyte de potasse caustique,
1,5V, 100 Wh/kg)
Piles boutons (oxyde d'argent 1,6V , Lithium3V (200 à 300 Wh/kg) ou alcaline1,5V ) (tension stable, faible autodécharge)
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2 STOCKAGE – PILES
Courbes de décharge , évolution de la tension Tension (V)
[TI‐D3320]
Temps
(h)
Décharge d'une pile alcaline sur charge résistive. [EP334]
T
C   i (t )dt
La capacité.
Tension (V)
0
T : Durée (s) de passage du courant i (A)
C : charge (C : Coulombs )ou en Ah
1 Ampère‐heure = 1Ah = 3600 C
Temps
(h)
Exemple de courbes de décharge Piles boutons
L'état de charge (EDC ou SOC state of charge ) exprime la capacité de la batterie ramenée en % de la capacité nominale initiale.
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2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS – Exemple : NimH
Courbes de décharge
Courbes de charge Exercice :Que signifie 0,1C? // Comment détecter la fin de charge? // courant max de charge?
NimH 2400 mAh
Farnell ref 86299
8
2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS Typical charge voltage characteristics of Ni‐
MH and Ni‐Cd batteries. [Conditions: Charge: 1C @ 21°C (70°F)
to ‐V = 10mV/cell]
Détection de la fin de charge
Typical charge temperature characteristics of Ni‐MH and Ni‐Cd batteries. [Conditions: Charge: 1C @ 21°C (70°F) to ‐  V = 10mV/cell]
Charge characteristics of Ni‐MH batteries using
various charge termination methods.
Charge voltage of DURACELL DR30 Ni‐MH batteries
at various temperatures. [Conditions: Discharge:
C/5 to 6.0V @ 21°C;
Charge: 1C
to ‐  V =60mV]
9
2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS Effects on Ni‐MH cell capacity due to repetitive partial discharges. [Conditions: Temp: 21°C Charge: (Cycle #1– #21) = 1C to ‐V = 12mV. Discharge: Cycle #1 = 1C to 1.0 V, (Cycle #2– #18) = 1C to 1.15V, (Cycle #19 – #21) = 1C to 1.0V;]
Effet mémoire
Autodécharge M2 CESE opt GD2E
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2 STOCKAGE– ACCUMULATEURS – Exemple : Batterie ‐ Li‐ion
Pile bouton LIR 2450 3,6 V Cn 120 mAh
Autodécharge
Ces courbes donnent une idée en fonction de la tension et du courant de décharge, de combien il reste d’énergie dans la pile.
Cyclage
Aime pas le chaud et pas le froid
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2 STOCKAGE –SUPER‐CAPA
Modéles.
Charge 500 mA
jusqu’à V= 2,5V; Décharge 900 mA; PC 10 F Maxwell
Évolution de la capacité et de la résistance série d’un supercondensateur
de capacité 350 F en fonction de la fréquence pour différentes températures
Modèle simple : C (F) en série avec résistance ESR (Ω)
Mesure (DC) C (F) et ESR (Ω)
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2 STOCKAGE –SUPER‐CAPA
Exercice
Un dispose d’un pack de PC10 (5 branches en parallèles , chaque branche constituée de 2 PC10 (10F) en série).
Ce pack alimente à travers un convertisseur boost
une charge qui comsomme 3W en permanence.
On néglige la résistance série des supercapacités.
Capacité équivalente à deux PC10 en série?
Capacité équivalente totale?
V initiale pack super capa? Plage de fonctionnement du DC/DC?
V finale pack super capa? Énergie utilisable dans le pack SC?
Rendement du DC/DC ?
Durée d’utilisation?
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2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS ‐ BATTERIES et SUPER‐CAPA ‐ SYNTHESE Les points à noter aussi sont : la possibilité ou non de les mettre en série, en // avec ou sans circuits d'équilibrage.
Les problèmes de sécurité.
Les courbes et méthodes de charge/décharge pour chaque technologie.
Les conditionnements disponibles.
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Ref : [TI‐D 3 342v2]
2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS ‐ micro‐batterie
Une microbatterie est définie comme étant un générateur électrochimique tout solide rechargeable ayant une épaisseur de l’ordre de quelques dizaines de micromètres (typiquement de 10 à 25μm), une aire variant de quelques mm² à quelques cm² et constitué par l’empilement sur un substrat (75µm) d’une dizaine de couches minces ; trois sont « actives » ( électrode positive, électrolyte, électrode négative ), les autres étant des couches protectrices, isolantes ou servant de collecteur de courant.
Applications :
Solution d’énergie de secours (back‐up) : nécessaire pour horloges à temps réel RTC (Real Time Clock) ou les mémoires
SRAM (Static Random Access Memory)
MEC 101
4V 1mAh 170µm x
25,4x25,4mm²
Alimentation d’étiquettes RFID Actives, elles ont besoin d’une source d’énergie (mesure et sauvegarde des données sur durée de vie composant). Alimentation de capteurs autonomes et pour le médical.
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2 STOCKAGE – ACCUMULATEURS ‐ micro‐batterie
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3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – LA RESSOURCE
UNE RESSOURCE VARIABLE.
Spectre du soleil hors atmosphère
W/m²
800 W/m²
0
Journées du 20 et 21 /07/2006 (LAAS) sur
une surface horizontale (Max vers 13h30)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Lampe
halogène
Données journalières
(Millau 2005)
Surface Horizontale
Météo France
01 janv
20 févr M2 ESET VB 2011/2012
10 avr
30 mai
19 juil
07 sept
27 oct
16 déc
ENERGIE SOLAIRE
kWh/m²
PHOTOVOLTAIQUE_Etienne_Rapp_SEEDS_JUIN_2010_TOULOUSE
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3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – PRINCIPE : CELLULE A JONCTION PN
Cellule PV = grosse photo-diode.
Photon  électrons passe de BV vers BC du semiconducteur et deviennent libres  création paire
électron-trou, séparation avant recombinaison dans
la ZCE.
Pertes des porteurs photogénérés par
transmission et excès d’énergie
(doc BP Solar)
Bandes énergétiques
au sein de l’atome de Si
(doc BP Solar)
Eg = Ec-Ev  1eV
Si E=hC/ < Eg, pas de conversion PV : zone A
Si E=hC/ > Eg, conversion PV,
L’énergie > à Eg est perdue sous forme de chaleur.
PV varie entre 5 et 40%, valeur typique 10%.
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Pelec
PV =
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.
3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – CARACTERISTIQUES I(V) et P(V)
Sharp PW500. S = 104x46 cm² mesures @ G  900 W/m² , T = 29°C  puis 51 °C .
Influence de la température.
 = +1.46 mA/°C ;  = ‐79 mV/°C ;  P/P = ‐0.43 % /°C @ 1000W/m2 , 25°C, AM=1.5
Influence de l’irradiation :
voir diapo suivante.
P(V) présente un extrémum Popt (Vopt, Iopt).
Popt est proportionnel à l’irradiation (W/m²).
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Schéma équivalent à une diode
d’une cellule photovoltaïque
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3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – CARACTERISTIQUES I(V) et P(V)
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Ruud Vullers – Micropower generation‐ asci springschool on embedded systems 2008 // Holst Centre ‐ Imec
3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – INTERIEUR // EXTERIEUR
kW/m²
Indoor
conditions
caractéristique rendement
de la source
Puissance récupérée
intérieur
100 µW/cm²
5% ‐ 10%
extérieur
100 mW/cm²
10% – 25% 10 mW/cm²
5 µW/cm²
Comparé à une utilisation extérieure, le PV est moins favorable en intérieur : •
•
•
•
Une intensité lumineuse beaucoup plus faible
Un spectre lumineux différent
Le rendement des cellules est plus faible
Les surfaces disponibles sont plus petites
 La puissance récupérée est réduite.
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3 SOURCES D’ENERGIE – PHOTOVOLTAIQUE – APPLICATIONS
N.H. Reich et al. / Solar Energy 83 (2009) 202–210
Solar Energy
Harvesting
module for eZ430‐RF2500
The Heliomote solar harvesting sensor
node in a weather proof case. 2005
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Ruud Vullers – Micropower generation‐ asci
springschool on embedded systems 2008 // Holst Centre ‐ Imec
PV_application_MOUSE_ reich_2008.pdf
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – PRINCIPE
Flux de chaleur du côté chaud vers le côté froid  création d’une fem et d’un courant si le circuit est fermé. (effet Seebeck).
Un gradient thermique est nécessaire
Paramètres importants pour un dimensionnement: Module : coeff Seebeck / facteur de mérite / Résistance thermique / Température maximale admissible / surface disponible
Radiateur : Résistance thermique / surface , volume Conditions expérimentales : Gradient de température/ventilation.
En sortie du transducteur : puissance électrique max / niveau de tension
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES
recup_NRJ_seebeck_MATEU_fv_dcis2006_tcm278‐73301.pdf
r
Modèle électrique d’un TEG
Influence de r sur la puissance
P/Pmax (%)
Model eureca TEG2‐50‐50‐40/200
r/R
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – MODELE THERMIQUE
RthTEG
TH
RthTEG
TTEG  (TH  TC )
RthTEG  RthHS
RthHS
T2
TC
TTEG  (TH  T2 )
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION –DISSIPATEURS THERMIQUES
http://www.aavidthermalloy.com/thermal‐tools/thermal‐graph‐reading
http://www.perpetuapower.com
Influence de la convection forcée
sur la résistance thermique du dissipateur .
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – CARACTERISTIQUES
Influence de la température.
Model eureca TEG2‐50‐50‐40/200
Tenue en température de différents thermogénérateurs du commerce.
Rendements : qques % max.
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – APPLICATIONS
LTJournal‐V20N3‐01‐df‐LTC3108_09‐David_Salerno.pdf
Concrètement, l'ECT 310 convertit une tension d'entrée aussi basse que 20 mV (correspondant à un gradient de température de 2 °C) en une tension de 3 V à 4 V. Afin d'obtenir le meilleur rendement possible, la tension de sortie n'est pas précisément régulée.
LINEAR TECHNOLOGY
ENOCEAN
ECT 310 is a low‐cost ultra‐low‐voltage DC/DC converter/ Operation starts at typ. 20 mV relating to a 2 Kelvin temperature difference.
with Peltier element TEC2L‐15‐15‐15‐5.6 ~100 μW of energy is already produced for a temp. diff. of 7 K. White_Paper_STM3xy_EN_22[1].pdf
TEG_eureca.pdf
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – APPLICATIONS
MICROPELT
TE POWER ONE
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TEG open
circuit voltage 4,3V
1,2V
0,6V
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – APPLICATIONS
EAS_report_v28.pdf
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – TD
micropelt
Radiateur SK422‐33 SA (Fischer Electronik)
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3 SOURCES D’ENERGIE – THERMOGENERATION – TD
micropelt
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3 SOURCES D’ENERGIE – VIBRATIONS– PRINCIPE
EAS_report_v28.pdf
Un récupérateur de l’énergie mécanique des vibrations est typiquement composé d'un support fixé à la source de vibration et d’une masse sismique m
connectée au support par une suspension ayant une constante de raideur k.
La vibration induit un mouvement relatif entre la masse et le support, un transducteur transforme l'énergie mécanique en électricité. Un tel récupérateur d’énergie fonctionne bien au voisinage de la fréquence de résonnance f => accord nécessaire.
7730%20‐%20SENSORS%20DELEGATE%20master.pdf
article_ACTUATOR_2006
La puissance P récupérée maximale est donnée par : Y est l’amplitude de la vibration externe.
zmax est le déplacement maximal de la masse Pour récupérer l’énergie mécanique, trois types de conversion sont envisagées :
électromagnétique piézoélectrique
électrostatique
z(t)
y(t)
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3 SOURCES D’ENERGIE – dispositifs électromagnétiques – PRINCIPE
Loi de Faraday d
e
dt

  NB.S
Si le circuit électrique est fermé, un courant induit est créé conjointement. L'existence du courant coïncide avec celle de la variation de flux.
Si un aimant bouge par rapport à une bobine fixe, la bobine verra un flux variable => création d’une f.e.m. et d’un courant si le circuit est fermé.
Loi de Lenz Le sens du courant induit est tel que par ses effets, il s’oppose à la cause qui lui a donné naissance .
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3 SOURCES D’ENERGIE – dispositifs électromagnétiques – EXEMPLES
These_Adrien Badel.pdf
NightStar R flashlight with moving magnet linear generator
Electromechanical generator harvesting vibration energy (46 μW, 428 mV rms, 52 Hz, 1 cm3). Four PMs are arranged on an etched cantilever beam with a wound coil located within the moving magnetic field. (University of Southampton) accordable : 44 a 60 Hz Generators for portable power applications.pdf
DOI: 10.1007/978‐1‐4020‐9007‐3_7 M2 ESET VB 2011/2012
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Energy Harvesting – A Systems Perspective
J. Rabaey er al. Berkeley Wireless Research Center
3 SOURCES D’ENERGIE – dispositifs électromagnétiques – EXEMPLES
The modular 1 cm3 node is composed of a stack of five printed circuit boards containing sensors, digital processing, custom radio, power
management and temporary energy storage. The average power consumption of the total node is 6 μW under typical operating conditions. Since the PCB form factor was so small, interconnect was accomplished by using fine‐pitch conducting foil wrapped around an elastomeric membrane.
An electro‐magnetic “shaker” containing a magnet passing through a coil was developed to power the node. M2 ESET VB 2011/2012
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3 SOURCES D’ENERGIE – dispositifs électromagnétiques – EXEMPLES
EAS_report_v28.pdf
@ 1 g
et 100 Hz
(≅ 25 μm)
Pmax = 45 mW
@ 0,025 g et 100 Hz
(≅ 0,62 μm)
Pmax = 1 mW
http://www.perpetuum.com/
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3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – PRINCIPE
Effet piézoélectrique : Propriété d’un matériau à générer un champ électrique (capteur, récupérateur ) lorsque le matériaux est soumis à une déformation mécanique et inversement de générer une déformation sous l’effet d’un champ électrique (actionneur).
Source : Mr Dejan Vazic ENS CACHAN
L'allume‐gaz est un exemple de la manière dont les piézoélectriques permettent de produire de fortes tensions. L'effet piézoélectrique direct permet de générer de très fortes tensions, supérieures à la tension de claquage de l'air 30 kV/cm pour un écartement de quelques millimètres. Lorsque cette tension est atteinte, une étincelle de décharge est produite et mise à profit pour allumer le gaz du briquet ou de la gazinière.
Principe .
La contrainte crée à l’intérieur même de la maille du matériau une non‐coïncidence des barycentres des charges positives et négatives => champ électrique.
F
Si
O
Si
O
Ex : Quartz
Matériaux piézoélectriques.
• céramiques : Plomb Zirconium
Titanate (PZT) déformations de l’ordre
de 0,1 %
• polymères,
moins
rigides,
polyvinylidène difluoré (PVDF)
• PZT sur PDMS (polymère) => souple
E
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3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – MODELISATION
En quasi statique, les équations de la piézoélectricité lient 2 grandeurs électriques :
E champs électrique (V/m) et D induction électrique (C/m) et 2 grandeurs mécaniques :
S déformation et T contrainte. Modèle complexe
D = d . T + εT. E
S = sE . T + dt . E
http://ecofac2010.irisa.fr/cours‐multon.pdf
Modèle électrique en régime vibratoire (la variable d’entrée est le déplacement). Les charges q(t) déplacées sont proportionnelles au déplacement u(t)
M2 ESET VB 2011/2012
Modèle simple 39
3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – Electronique associée
These_Adrien Badel
Influence de la résistance de charge sur la puissance récupérée.
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3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – ElectroniqueAssociée
Nécessité de redresser la tension.
Un convertisseur pour : réguler Vcharge ou maximiser le transfert d’énergie (adaptation d’impédance).
Des structures plus complexes pour améliorer la conversion mécano électrique.
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3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – EXEMPLES
Acceleration(ms‐2)
ICREPQ_2008_full_paper
m = 5.32 g to adjust natural frequency at 12.5 Hz and to
amplify mechanically the deformation of the piezoelectric element
Frequence(Hz)
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3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – EXEMPLES
Source : J.A. Paradiso, M. Feldmeier 1999, ww.media.mit.edu
chaussures piézoélectriques
Essai comparatif sur charge
résistive adaptée
PZT unimorphe
inséré dans talon
Pcrête  50 mW
<P>  10 mW
Couche PVDF
insérée dans semelle
Pcrête  10 mW
<P> M2 ESET VB 2011/2012
1 mW
Structure de l’étage de
conversion
43
3 SOURCES D’ENERGIE – PIEZOELECTRICITE – EXEMPLES
the Joule‐Thief™ Energy Harvesting Power Generator
EAS_report_v28.pdf
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3 SOURCES D’ENERGIE – générateur electrostatiques – PRINCIPE
S
C   o r
e
générateurs électrostatiques : densités de puissance de l’ordre de 100μW/cm3
Pas de résonnance donc meilleures performances en large bande Très faibles puissances
Très sensibles à l’humiditéet aux variations de température. M2 ESET VB 2011/2012
45
chap10_recupNRJ.pdf
Les micro‐générateurs électrostatiques sont constitués par un condensateur pré‐chargé dont les électrodes peuvent bouger (source auxiliaire nécessaire). L’énergie vibratoire diminue ou augmente la capacité du condensateur en écartant ou rapprochant les électrodes. En faisant varier la capacité du condensateur, on fait varier le courant 1/ on précharge le condo (e petite).
2/ e augmente (@ charge Q constante : C diminue donc E augmente; le travail mécanique nécessaire à l’écartement des électrodes est converti en énergie électrique; on peut aussi raisonner @V cte.
3 SOURCES D’ENERGIE – générateur electrostatiques – EXEMPLES
Fmax = 2500 Hz. L’ajustement de la fréquence du dispositif peut être réalisé en changeant la masse effective du dispositif. La structure présentée est est gravé dans du silicium sur une épaisseur de 500 μm. Elle est constituée de peignes de 7 μm de large et de 21 μm d’espace interdigital. Chaque doigt mesure 512 μm dimension 1,5 × 1,5 cm². EAS_report_v28.pdf
these_Hichem Nouira
These_Adrien Badel
Chaussure dotée d’un générateur électrostatique : (a) prototype implémenté dans
une chaussure, (b) détail du générateur montrant le soufflet (dessous) et le cadre
maintenant le diélectrique (dessus) [1]
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3 SOURCES D’ENERGIE – RF
EAS report
Puissance récupérable (estimée) en µW
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3 SOURCES D’ENERGIE – CONCLUSION
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
M2 CESE opt GD2E
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
http://www.ti.com/ww/fr/analog/tps63020/index.shtml
Les différents niveaux où il y a de l’électronique
Power_management_TI.pdf
M2 ESET VB 2011/2012
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
these_Sahar GHANDOUR_DC‐DC a base de MEMS.pdf
Quel convertisseur?
M2 ESET VB 2011/2012
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
http://www.ti.com/ww/fr/analog/tps63020/index.shtml
Convertisseur abaisseur à inductance
The TPS8267x is based on a highfrequency, synchronous step‐down DC/DC converter optimized for batterypowered portable applications. Power_management_TI.pdf
M2 ESET VB 2011/2012
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4 GESTION DE L’ENERGIE–‐Pompes de charges
Doubleur de tension MAX1682
The ultra‐small MAX1682/MAX1683 monolithic,
CMOS charge‐pump voltage doublers accept input
voltages ranging from +2.0V to +5.5V. Their high
voltage‐conversion efficiency (over 98%) and low
operating current (110μA for MAX1682) make these
devices ideal for both battery‐powered and board‐
level voltage‐doubler applications.
M2 ESET VB 2011/2012
53
4 GESTION DE L’ENERGIE–‐Pompes de charges
Pompes de charges
S‐882Z Series
ULTRA‐LOW VOLTAGE OPERATION CHARGE PUMP IC
FOR STEP‐UP DC‐DC CONVERTER STARTUP
Operating input voltage 0.3 to 3.0 V
• Current consumption During operation : 0.5 mA max. (at VIN = 0.3 V)
During shutdown : 0.6 μA max. (at VIN = 0.3 V)
• Discharge start voltage 1.8 to 2.4 V (selectable in 0.2 V steps)
• Shutdown voltage Discharge start
voltage + 0.1 V (fixed)
• Oscillation frequency 350 kHz typ. (at VIN = 0.3 V)
• External component Startup capacitor (CCPOUT), 1 unit*1
M2 ESET VB 2011/2012
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4 GESTION DE L’ENERGIE‐ abaisseur de tension.
Régulateur linéaire LDO (low drop out voltage)
LT3082 de Linear
Outputs May Be Paralleled for Higher Output
Current or Heat Spreading
Maximum Output Current: 200mA
Wide Input Voltage Range: 1.2V to 40V
Output Adjustable to 0V
Stable with Minimum 2.2μF Ceramic Capacitors
Single Resistor Sets Output Voltage
Initial Set Pin Current Accuracy: 1%
Low Output Noise: 33μVRMS (10Hz to 100kHz)
Reverse‐Battery Protection
Reverse‐Current Protection
<1mV Load Regulation Typical
<0.001%/V Line Regulation Typical
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
Consommation
Microcontrôleur à très faible consommation
MSP430 Texas Instrument
16‐Bit Ultra‐Low‐Power Microcontroller
The architecture, combined with five low power modes is optimized to achieve extended battery life in portable measurement applications.
Low Supply Voltage Range 1.8 V to 3.6 V
Ultralow‐Power Consumption: Active Mode: 200 µA at 1 MHz, 2.2 V
Standby Mode: 0.7 µA
Off Mode (RAM Retention): 0.1 µA
Five Power Saving Modes
Wake‐Up From Standby Mode in less than 6 µs
16‐Bit RISC Architecture, 125 ns Instruction Cycle Time
Basic Clock Module Configurations: (Various Internal Resistors, Single External Resistor
32 kHz Crystal, High Frequency Crystal, Resonator, External Clock Source)
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4 GESTION DE L’ENERGIE– ELECTRONIQUE ASSOCIéE
Consommation
SiP32411
2 A, 1.2 V, Slew Rate Controlled Load Switch
The SiP32411 is a slew rate controlled load switch that is designed for 1.1 V to 5.5 V operation. The device guarantees low switch on‐resistance at 1.2 V input. It features a controlled soft‐on slew rate of typical 150 μs
that limits the inrush current for designs of capacitive load or noise sensitive loads.
62 mΩ typical from 2 V to 5 V for SiP32411DN
Low quiescent current < 1 μA when disabled
6.7 μA at VIN = 1.2 V
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4 GESTION DE L’ENERGIE–‐CIRCUITS D’ACTIVATION/DESACTIVATION
Détecteur de tension
XC61C series
CMOS // Highly Accurate : ± 2%
Low Power Consumption : 0.7μA (VIN = 1.5V)
XC6127
The XC6127 integrates a precise internal delay circuit and the standard release delay time period is set at 100ms ±15%.
ultra low power consumption, only 0.6μA in operation
• Detect Voltage Range: 1.5V ~ 5.5V (100mV increments)
• Operating Voltage Range: 0.7V ~ 6.0V
Utilisation du détecteur de niveau MAX6375
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4 GESTION DE L’ENERGIE‐APPLICATION ‐ Bien vider une supercapa.
Chargeur SC + Boost + Buck + Switch
without
Boost Circuit
with
Boost Circuit
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4 GESTION DE L’ENERGIE – ELEVATEUR
LTC3108
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