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[参考译文] 用于植物微生物燃料电池的BQ2.5505万能量收割机。

Guru**** 2315160 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/578772/bq25505-energy-harvester-for-plant-microbial-fuel-cells

部件号:BQ2.5505万
主题中讨论的其他部件: BQ2.5504万BQ2.557万

您好,

我正在尝试为直流-直流低电压系统设计升压转换/充电器。 我的能源收割机是一个植物微生物燃料电池,我正在尝试设计一个升压转换器/充电器,它可以将输入电流从微波提高到毫瓦。 我不确定bq2.5505万是否是适合我使用的正确IC。 当外部负载为1000欧姆时,工厂微生物燃料电池产生50mV - 200mV,电流为50uA - 200uA。 我想提高功率输出以提供负载。 我仍在决定什么负载适合。 我决定是手机电池还是一组串联的LED。

如果我能得到一些帮助来解决所有这些问题,我将不胜感激。 我只是一个学生,这是我第一次设计这样的东西,我需要所有我能得到的帮助。

谢谢你。

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    你好,Haunya,

    您是否仅使用一个MFC?

    我们产品组合中的能量收集器通常需要330mV才能开始冷起动电路。 根据您指定的电压范围,微生物燃料电池(MFC)输出不足以让能量收集器开始充电。

    冷起动可为vstor电压充电。 一旦vstor达到一定电压(1.73V典型),IC将进入正常充电操作模式。

    一旦处于正常充电模式,收割机可将输入电压提升到低到100mV。 低于100mV的任何电压都可以正常工作,但我们的数据表未指定,因此无法保证。

    有关冷起动的详细信息,请参阅 BQ2.5505万 数据表第14页开始的第7.4 2节。

    -Joe

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    您好,Joe,

    非常感谢您的澄清,我也同意我必须增加我工厂微生物燃料电池的数量。 目前我只有两个PMFC设置,从这两个设置中,我只能收获 约100-200mV。

    因此,话虽如此,如果我增加了PMFC的数量,并且组合输出电压约为300-500mV或300-400mV,这是否足以让IC在冷启动时工作并继续工作?

    输入电压是我要关注的唯一参数,以使IC正常工作,还是输入功率和电流也很重要?

    谢谢。

    Haunya

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    哈肯雅

    我会先回答你的第二个问题。

    [引述用户="Haunya Hwanawi"]

    输入电压是我要关注的唯一参数,以使IC正常工作,还是输入功率和电流也很重要?

    [/引述]
    您需要考虑输入电压(VIN)和输入功率(PIN)。 要使vstor达到~1.73V,针脚必须为15uW或更高,才能开始正常充电操作。  这些在电气特性表中指定。 我还将它们粘贴在此处:

    [引述用户="Haunya Hwanawi"]

    因此,话虽如此,如果我增加了PMFC的数量,并且组合输出电压约为300-500mV或300-400mV,这是否足以让IC在冷启动时工作并继续工作?

    [/引述]
    如果您将输出电压增加到VIN (CS) 规格范围内,并且具有足够的输入功率,则它应该足以进行冷启动。 为了  安全起见,我建议您进行设计,以达到MAX VIN (CS)规格。  
    冷启动结束且正常充电开始后,输入电压可能会低至100mV。 因此,所有PMFC可能需要一些时间才能输出足够的电压/功率,但一旦输出,IC应继续提升以获得更低的输入电压。
    此外,BQ2.5505万设计用于为辅助蓄电池(VBAT_SEC)充电 ,同时允许连接至主蓄电池(两者之间的MUX)。 这可能是您的设计所不需要的功能。 如果是,请参阅BQ2.5504万。
    此致,
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    您好,Joe,

    谢谢!
    既然您提到了辅助和主蓄电池,我有一个问题。 是否必须始终将辅助和主蓄电池连接到升压转换器,或者我可以省略。 因为目前,我正在尝试设计一个升压转换器来提供电源,以点亮单个或几个串联的LED。  
    如果我决定使用超级电容器,是否会将其连接到IC的VBAT_SEC引脚?
    非常感谢您的帮助。 这是我第一次设计一些东西,所以我的问题可能是基本的。
    再次感谢。
    此外,bq2.5504万和bq2.5505万之间的主要区别是什么?  
    对于负载类型,我正在尝试向哪个更好的选项(bq2.5505万或bq2.5504万)供电?
    此致,
    Haunya
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    哈肯雅

    很高兴您来TI寻求帮助! 数据表非常详细,您可以在此处找到这些问题的答案。 我建议仔细阅读数据表。

    同时,以下是您的问题的答案:

    [引述用户="Haunya Hwanawi"]

    是否必须始终将辅助和主蓄电池连接到升压转换器,或者我可以省略?
    [/引述]
    这不是必须的。
    [引述用户="Haunya Hwanawi"]
    如果我决定使用超级电容器,是否会将其连接到IC的VBAT_SEC引脚?
    [/引述]
    是的。
    [引述用户="Haunya Hwanawi"]
    [/引述]
    bq2.5505万能够在 VBAT_SEC引脚 (可充电电池/Super CAP)和VBAT_PRI引脚(即 用于备份的附加不可充电电池)之间进行MUX。
    bq2.5504万没有VBAT_PRI选项。
    如果您感兴趣,还可以使用bq2.557万,它与bq2.5504万基本相同,但包含用于附加稳压轨的降压。
    [引述用户="Haunya Hwanawi"]
    对于负载类型,我正在尝试向哪个更好的选项( bq2.5505万bq2.5504万)供电?
    [/引述]
    我推荐bq2.5504万,但我建议在您的设计中添加一个超级保护罩,并将其连接到VBAT。
    如果您的问题已得到解答,请点击"验证答案"。
    -Joe
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    谢谢! 我非常感谢你们的帮助。

    -Haunya
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    您好,Joe,

    根据我们之前的讨论,我决定继续使用bq2.5505万作为我的升压转换器的IC。 因此,我使用bq2.5505万EVM原理图作为设计指南。 下面是EVM的示意图。 我划掉了我在'red'中不需要的部件/零件。 但是,黄色突出显示的部分是我不太确定是否需要的部分。 它们对升压转换器的功能是否重要?是否可以省略? 您能帮我指出原理图上不需要使用且可以拆除的部件吗? 我非常感谢您的帮助。  

    谢谢。

    -Haunya

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    哈肯雅

    由于您不打算使用主蓄电池,因此无需选择其中一个,因此可以省略右下角突出显示的电路。

    左上方突出显示的电路对EVM很有用,因为它允许用户轻松切换 VOC_SAMP所看到的电压,而VOC_SAMP又通过MPPT调节VIN。 您可以省略 设计的这一部分,但需要 设置VOC_SAMP引脚。

    请遵循以下指南和BQ2.5505万 数据表的7.3 第1节中的指南。

    将VOC_SAMP与VSTOR绑定 到输入源开路电压的80 % 采样。

    或者,您可以连接到50 % 的GND。

    如果您想要一个介于之间的百分比,则 连接到VIN_DC和GND之间外部电阻分压器的中点。

    此致,

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    谢谢!

    谢谢,

    Haunya
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    您好,Joe,

    我使用bq2.5505万设计了电路,我担心与LED串联的电阻器会占用太多的功率,而且LED可能不亮,因为我希望它不会更糟,可能根本不会亮起。 因此 ,TI的LED驱动器是否可以集成到我的设计中? 您能否了解一下我的设计,如果您能够提供帮助,那么什么是好的建议?

    谢谢。

    Haunya

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    哈肯雅

    我认为您不需要LED驱动器。

    您需要查看LED数据表。 注意正向电压和正向电流。 只要您提供的电压高于正向电压,LED就会亮起。 然后,其亮度取决于您提供的电流。 串联电阻器将限制电流,从而限制亮度。

    如果您担心电阻器消耗的功率太大,请降低电阻。 您还可以查看不同亮度所需的具有较低正向电流的不同LED。 在数据表中查找正向电流与亮度图解。

    -Joe
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    您好,Joe,

    非常感谢! 这更有意义。 我可能会拆下电阻器或选择具有较低正向电流的LED。  

    我还想了解bq2.5505万的冷启动功能。 我非常担心我设置的植物微生物燃料电池(PMF)无法提供IC进入冷启动所需的电压和电源。 因此,我真的没有选择该做什么,我有点困住了。 但是,我想我在数据表上的某处读到,如果我不想让IC进入冷启动并立即开始为负载充电/供电,我是否可以将部分充电的超级电容器连接到我的电路?

    这是否有助于IC不需要330mV - 400mV,并且我可以使用仅供应Say 180mV - 200mV的PMFC离开? 只要我有一个部分充电的超级电容器连接到VBAT_SEC??

    如果我有一个部分充电的超级电容器连接到VBAT_SEC,这是否意味着LED将亮起,并且在我连接PMF之前仍将亮起??

    燃料电池是否能够/继续为bq2.5505万充电并且不会进入冷启动?

    -Haunya

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    哈肯雅

    您所指的内容在第16页上,是一个选项。 数据表中对此进行了详细说明。 在执行此操作之前,您需要确保vstor和VBAT_SEC上的电压低于100mV。

    一旦你热插上你的超级帽子,vstor将充电到vstor_chGEN级别。 然后,当VIN_DC连接时,它不需要进行冷启动。 冷启动完成后,输入端低至100mV的电压有效,可用于为VSTOR和VBAT_SEC充电

    VBAT_SEC充电后,您的负载(LED)将通电,并将在视频存储器能够提供电源时保持通电状态。 您需要在vstor充电后立即将PMFC连接到输入。

    请查看数据表中的第15页。 本文讨论了仅在vstor达到VBAT_OK阈值时使用外部PFET将负载连接到vstor。 这可能是需要考虑添加的内容。 数据表中对此进行了详细说明。

    -Joe
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    您好,Joe,

    我已经构建了升压转换器电路(下图是示意图),并使用工作台电源对其进行了测试。 一切正常,LED亮起。 因此,我知道我的设计是好的。

    在测试过程中,我注意到,仅当PSU至VIN_DC针脚的输入电压 大于= 350mV (或400mV)且电流为1mA时,LED才会亮起。  

    我的植物微生物燃料电池(P-MFC)产生约500mV - 1V的开路电池电压。 目前,它正在产生1V电压。

    当我将电路连接到P-MF时,LED不亮。 我知道LED取决于电流,并且我的电路只会增加输入电压以提供更大的输出电压,因此我决定从我的设计中移除LED,并放置一个接线盒,以连接不同的电阻器并显示输出电压。

    因此,在进行测试时,我进行了5次电压测试。 我测试过:

    1.接线盒(J1)的输入电压 = 378mV

    2. VIN_DC电容器 (C1,C6)上的电压 = 377mV

    3. Vstor电容器(C4,C5)之间的电压= 10.5mV

    4.超电容器(C3)上的电压= 124mV

    5.负载电压(R9 = 1.1k欧姆电阻器) =< 15mV ___我拆下了LED和115欧姆电阻器。

    我不知道vstor电容器上的电压为什么低? 是否应大于输入电压?

    此外,超电容器的电压也非常低。 我不知道为什么?  

    超级电容器尺寸是否可能不正确? 输入电压和功率是否不足?  

    如果您能帮助我了解电路中发生的真实情况以及为什么我得到这些电压读数,我将不胜感激?

    此致,

    Haunya

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