在全球都在追求清洁能源和高效能源的今天,如何合理高效的使用能源成为全世界都在思考的问题。在石油、煤炭等不可再生能源越来越匮乏的趋势下,除了太阳能、水能、风能的利用都被已经被大家所熟悉,一些微弱能源利用也开始兴起,如振动产生的能量和机械运动产生热能的应用。这些能源在一些领域的应用除了可以节省能源,也可以简化系统的供电。例如利用车辆通过大桥时的振动产生的能量来给检测桥梁的传感器和信号发送装置供电,可以大大简化供电问题。利用机械设备的机械运动产生的热能,来给检测机械设备的传感器来供电,也是一个很好的应用。但是如何收集和利用这些能源成为工程师们的一个挑战。如何合理的管理能源是节约能源的另一趋势。智能电网的推广,电动汽车电池管理系统的兴起以及能量存储系统地开发都是能量管理开始被重视的体现。
此外提高能源的使用效率已经不仅是集约能源的需要,也成为很多电子设备的提高性能的指标。如何让一个电池供电设备能够有更长的待机时间和使用时间已经成为设备一个重要的指标。总之寻找和利用新能源、智能化管理能源、高效的使用能源将成为节约能源三个重要方向。
为了更好地获得和管理能源,,解决工程师在设计方面遇到的难题,本期专家坐堂我们特邀了凌力尔特公司现场应用工程师王宏斌(Victor Wang)担任嘉宾,来分享他在设计中的经验以及对绿色能源的未来展望。下面选取部分网友的精彩问题,更多信息请访问www.ed-china.com。
网友baobaofan198499:节能现在在中国市场来说,运用如何?
其实节能在中国来说有很多应用,比如以前我们用的超常待机的手机和其他电子设备。我们可以不用更大容量的电池也可以实现更长的待机时间。家里用的电视机在待机的时候有更低的功耗。利用MPPT技术更高效的利用太阳能电池。还有很多其他应用。减少浪费只是节能的一个方面。从技术提高带能动收集能源,管理能源,和高效利用能源也是非常重要的方面。
网友李坚:能源的收集到循环利用有没有比较完善的解决方案?对于国内厂商来说,不同行业的需求可能不一样,是否需要做一些客制化?是否有案例可以介绍?
你说的“客制化”是指是能量收集的传感器还是指Linear Technology的能量收集的电源控制器?目前我们和很多的能量收集传感器厂家都有合作。你可以在我们的网站上下载相关的文件。下面是网址:http://cds.linear.com/docs/Product%20Info/EnergyHarvestingPartners.pdf另外我们后续也会有更多能量收集的产品会推出。关于我们的能量收集的应用你也可以在我们的网站上下载相关的Design Notes和LT Journal。http://www.linear.com/products/energy_harvesting在这些文件里你可以看到很多案例。
网友Franklin Zhao:能量采集技术目前有哪些突破?能量采集技术在便携式低功耗产品等市场中有着巨大的潜力,能否谈谈其中的挑战和可行的解决方法?
便携式低功耗产品中如何利用能量收集是有很大的潜力,但是也面临很大的挑战。比如在手机和其他电子设备中利用太阳能充电。但是手机的表面积太小只能放置1到两个太阳能电池,如何将这只有0.2~0.6V的电压变为5V的可用电压就是一个挑战,如果利用LTC3105超低启动电压的升压稳压器就可以将这个能量收集利用,还有就是很多便携式设备都是被人随身携带的,在人的运动过程中就会有振动产生,我们也可以利用LTC3588将振动的能量进行收集。这些都是可以实现的方案。
网友自做自受:高效的使用能源,也是要靠耗能换取?高效的使用能源,理念是好,怎样实现?尤其是实现这个“高效”能否做到不新增耗能?想想永动机,没有不耗能的运动。人类能做到就是延长地球能源的使用期——环保——地球延年益寿。所谓高效的使用能源,能做到就是自律、节制地使用能源。
你说的很有道理,节能首先要从不浪费,少浪费做起。正如你说的有人想做永动机,这就是人们对高效利用能源的追求。但是在现有的情况下,我们还是有很多地方可以做来提高能源的使用效率。现在我们使用的很多便携式设备,很多时候都是在待机状态,并没有使用。如何提高轻负载时电源的效率,对于节约电池,提高待机时间非常重要。Linear Technology的Burst Mode开关电源可以大大提高开关电源轻载时的效率。另外Linear Technology的理想二极管,在大电流应用时可以大大降低传统二极管的功耗。其实这样的例子还有很多。我们也还有很多的事情可以做来节约能源。
网友1133:具体包括哪些微弱能源?
空气中无处不在的电磁波,地面上无处不在的更动,还有机械运动产生的热能,等。
网友241:微弱能源的利用上,存在什么设计挑战?
微弱能源利用的挑战主要存在于能量收集传感的设计。另外一般这些传感器的输出电压都比较地。一般的电源的芯片在很低的电压下都无法工作。
网友Blueblue:哪些方面是可收集的?哪些又是不可集的?
目前可以收集的能量有很多种。比如太阳能,风能,等,这些大家都比较熟悉。但是还有一些微弱能源的收集比较困难。但是大家都一直在努力。Linear Technology很多超低电压的开关电源,可以在20mV就可以工作。。这样我们就可以把很多不方便的利用的能源进行利用。比如微弱的振动,微弱的热能。这些能量的一般会被存储在电池和超级电容里。另外单节太阳能电池就可以被升高到可以被利用。这样太阳能的利用变得更加方便,特别是在一些只需要很小能量的设备和场合。
网友胖妞不胖:国际上,这一方面做得如何?有什么进展?
目前国际上在这些方面的进步和进展也很大,包括中国在这方面也有很多进步。太阳能的利用,风电的利用。除此之外,在技术上,混合动力汽车的普及和使用,就是利用汽车刹车来给电池充电。F1赛车也有能量回收系统。例外在电源技术上,更高的效率,特别是轻载效率的提高有很大进步。Linear的很多36V开关电源芯片如LT3971可以做到2.8uA的待机电流。
网友小邓小小编:能量采集的困扰和出路?在能量转换、储存、低功耗方面,目前能量采集发展到了一种什么程度?以我们身边无处不在的电磁波为例子,目前无线能量的采集中(比如手机的无线充电)遇到了那些挑战和困扰?针对这些难题,贵公司有什么让大家眼前一亮的技术方案?
目前LinearTechnology有一系列的能源收集的芯片。这些芯片可以在最低电压20mV就可以工作。这样就可以把通过传感器把很多微弱的能量进行采集。比如把振动和热能进行采集。你可以在我们的网站上查看LTC3108和LTC3588。你也可以在我们的网站上下载DN483,DN491阅读参考。无线能量的收集也可以做到,但是目前无线能收集的传感器还不是很成熟。关于低功耗,Linear的很多36V开关电源芯片如LT3971可以做到2.8uA的待机电流。