應用于無線傳感器網絡節點的最佳能源裝置

寂靜天花板

近年來，隨著物聯網技術的快速發展，業界一直期待以能量采集為電源的無線通訊技術能夠應用于生活的方方面面。為了采集各種信息，大量的傳感器節點被應用于物聯網，能量采集有望作為能源裝置應用于無線網絡傳感器節點，因為能源收集可以免去定期更換傳感器電池的需要，同時又不受限于電池的續航能力。由于采集到的能源不是很穩定可靠，添加一個能量存儲裝置就變得很有必要。

0 G2 q. X" G. M# Q5 T5 j- G% `" X目前，市面上已經有超級電容和傳統鋰離子電池等不同類型的能量儲存裝置，相比之下，村田的小型能源裝置(UMA系列)具有更適用于能量采集應用的優越產品特性。它有助于實現傳感節點的高效率，免維護，節省空間和輕型化，能夠在各種復雜環境下以小電流充電，并且能夠保持能量不易泄漏。例如，在橋梁、隧道、大壩或鉆井平臺等大型結構健康監測(SHM)中，需要對抗來自天氣、地震、車流等強大復雜的外力干擾，往往不方便經常更換電池，這時便可以考慮采用村田UMA系列產品。


框圖

村田的小型能源裝置(UMA系列)可高效提取和收集光能、動能、熱能等能量來源，并轉化成電能持續給系統供電。這種能源儲電器件裝置的第一大特點是壽命長，即使充放電循環5000次以上(放電深度：50%)，容量劣化也很小，按每天充放電UMA一次來計算，5000次循環大約可以有13年的使用壽命;第二大特點是超低損耗，即便用5uA的小電流充電，UMA仍具有優越的充電(容量)保持率，同時由于其漏電流低，充電90天后的容量保持率也能達到88%*2，漏電流相當于0.17μA*2;第三大特點是迅速啟動，相較于超級電容和傳統鋰離子電池，UMA在能源采集功能開啟后能夠快速充電至標稱電壓，幫助縮短充電時間或避免使用一次電池進行預充電。第四大特點是直接驅動負載，可用于如Beacon等設備需要瞬間大電流放電的峰值功率輔助。此外，UMA還可以高速率放電，直接支持近場通信設備的傳輸(如BLE，Zigbee等)，同時由于其ESR低，即使在-20℃溫度環境下也能正常使用。正因為這些優勢，村田的小型能源裝置(UMA系列)在追蹤定位裝置(智能家居、智能建筑、智能農業、資產追蹤、庫存追蹤、行李追蹤、動物/寵物追蹤、兒童/老人追蹤、病人監護、農場動物用RFID標簽等)眾多領域得到了廣泛應用。

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<循環特性*2 >



3 h. R5 T! D  `) T; _2 J<長時間容量保持特性*2>
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< UMA 和超級電容*2 的VT特性比較> *2 UMAC040130A003TA01的示例數據

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不斷豐富的產品陣容

8 Z- L5 _5 X3 z此次，為滿足市場對薄型、大容量能源裝置產品的需求，村田在原有的“UMA系列”圓柱型能源裝置UMAC產品陣容中，新加入了層壓型的UMAL。層壓型UMAL實現了12mAh的容量、200mΩ的低阻抗以及比UMAC更長的循環特性，未來村田還進一步增加產品種類以滿足市場對更大容量的需求。
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