《电子技术应用》

村田推出应用于无线传感器网络节点的UMA系列小型能源装置

2016/9/26 16:59:00

近年来,随着物联网技术的快速发展,业界一直期待以能量采集为电源的无线通讯技术能够应用于生活的方方面面。为了采集各种信息,大量的传感器节点被应用于物联网,能量采集有望作为能源装置应用于无线网络传感器节点,因为能源收集可以免去定期更换传感器电池的需要,同时又不受限于电池的续航能力。由于采集到的能源不是很稳定可靠,添加一个能量存储装置就变得很有必要。

目前,市面上已经有超级电容和传统锂离子电池等不同类型的能量储存装置,相比之下,村田的小型能源装置(UMA系列)具有更适用于能量采集应用的优越产品特性。它有助于实现传感节点的高效率,免维护,节省空间和轻型化,能够在各种复杂环境下以小电流充电,并且能够保持能量不易泄漏。例如,在桥梁、隧道、大坝或钻井平台等大型结构健康监测(SHM)中,需要对抗来自天气、地震、车流等强大复杂的外力干扰,往往不方便经常更换电池,这时便可以考虑采用村田UMA系列产品。 

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框图

村田的小型能源装置(UMA系列)可高效提取和收集光能、动能、热能等能量来源,并转化成电能持续给系统供电。这种能源储电器件装置的第一大特点是寿命长,即使充放电循环5000次以上(放电深度:50%),容量劣化也很小,按每天充放电UMA一次来计算,5000次循环大约可以有13年的使用寿命;第二大特点是超低损耗,即便用5uA的小电流充电,UMA仍具有优越的充电(容量)保持率,同时由于其漏电流低,充电90天后的容量保持率也能达到88%*2,漏电流相当于0.17μA*2;第三大特点是迅速启动,相较于超级电容和传统锂离子电池,UMA在能源采集功能开启后能够快速充电至标称电压,帮助缩短充电时间或避免使用一次电池进行预充电。第四大特点是直接驱动负载,可用于如Beacon等设备需要瞬间大电流放电的峰值功率辅助。此外,UMA还可以高速率放电,直接支持近场通信设备的传输(如BLE,Zigbee等),同时由于其ESR低,即使在-20℃温度环境下也能正常使用。正因为这些优势,村田的小型能源装置(UMA系列)在追踪定位装置(智能家居、智能建筑、智能农业、资产追踪、库存追踪、行李追踪、动物/宠物追踪、儿童/老人追踪、病人监护、农场动物用RFID标签等)众多领域得到了广泛应用。

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<循环特性*2 >

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<长时间容量保持特性*2>

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       <  UMA 和超级电容*2 的VT特性比较> *2 UMAC040130A003TA01的示例数据

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不断丰富的产品阵容

此次,为满足市场对薄型、大容量能源装置产品的需求,村田在原有的“UMA系列”圆柱型能源装置UMAC产品阵容中,新加入了层压型的UMAL。层压型UMAL实现了12mAh的容量、200mΩ的低阻抗以及比UMAC更长的循环特性,未来村田还进一步增加产品种类以满足市场对更大容量的需求。


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