Advertisement

基于LTC3388-1的低功耗能量采集电路设计

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型：PDF

简介：
本简介介绍了一种基于LTC3388-1芯片设计的低功耗能量采集电路，旨在高效地收集和管理环境中的微小能量。该电路适用于无线传感器网络、远程监测等应用场景，具有高集成度、宽输入电压范围及多种输出模式等特点，有效延长了设备的工作寿命并降低了维护成本。 在全球范围内，我们周围存在着丰富的环境能源。传统的能量收集方法主要应用于太阳能板和风力发电机等领域。然而，现在还出现了许多新型工具可以从各种环境中获取电能。这些新方法的重点不在于提高电路的能量转换效率，而是更关注于能够为电路提供“平均收集到的”总能量量。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
客服关闭
  • 基于LTC3388-1的低功耗能量采集电路设计
    优质
    本简介介绍了一种基于LTC3388-1芯片设计的低功耗能量采集电路，旨在高效地收集和管理环境中的微小能量。该电路适用于无线传感器网络、远程监测等应用场景，具有高集成度、宽输入电压范围及多种输出模式等特点，有效延长了设备的工作寿命并降低了维护成本。 在全球范围内，我们周围存在着丰富的环境能源。传统的能量收集方法主要应用于太阳能板和风力发电机等领域。然而，现在还出现了许多新型工具可以从各种环境中获取电能。这些新方法的重点不在于提高电路的能量转换效率，而是更关注于能够为电路提供“平均收集到的”总能量量。
     
  • 一种低能耗微弱能量采集电路的设计
    优质
    本设计提出了一种高效的低能耗微弱能量采集电路，旨在有效收集环境中的微弱能量并转换为可利用电能，适用于物联网设备等场景。 为了高效地收集环境中的微弱能量，设计了一种低功耗的微弱能量收集电路。该电路采用LTC3588-1电源管理芯片为核心的电压变换电路、LTC4071充电控制芯片为核心的充电控制电路以及TPL5100为核心的定时器电路搭建而成。这种设计能够将收集到的微弱能量转换为电能，并将其存储在锂电池中或直接提供给负载供电。实验结果表明，所设计的低功耗微弱能量收集电路成功实现了对微弱能量的有效收集，其自身平均功耗仅为182μW。这验证了利用该技术向无线传感器网络节点供能的可能性。由于具有低功耗和低成本的特点，这种电路具备广泛的应用前景。
     
  • 集成电路的功耗估算与低功耗设计综述
    优质
    本文综述了集成电路在不同阶段的功耗估算方法，并探讨了实现低功耗设计的关键技术及未来发展方向。 集成电路的功耗估计及低能耗设计是电子工程领域中的关键环节。随着技术的发展与电路微型化需求的增长，对芯片效率和效能的要求日益严格。无论是电池驱动设备还是高性能有线系统，降低能量消耗都是至关重要的目标。 在嵌入式系统的应用中，处理器虽可能仅占整体功耗的一小部分，但其设计选择会直接影响到整个系统的性能、能耗及电磁干扰（EMI）表现。集成电路的总功率损耗可以分为静态和动态两大类：前者是指电路处于静止状态时发生的能量消耗；后者则是在信号变换过程中产生的。 对于降低漏电流大小而言，优化工艺处理流程以及减小供电电压是有效策略之一，比如目前很多器件采用3.3V而非传统的5V作为工作电压。在长时间运行的系统中，动态功耗通常占据主要部分，并且可以通过公式P=CFU进行估算（其中C代表开关电容、F为频率而U则是电源电压）。 集成电路的整体能耗可以由以下等式表示：P=Pc+Pf+Ps；这里，P是总功率消耗量，C指系统节点的电容量，V即供电电压值，f为工作时钟速率，S用来衡量状态切换频率。具体来说： - Pc代表由于电路状态改变产生的功耗损失； - Pf表示短路事件导致的能量浪费； - Ps则是由漏电流引起的静态损耗。 为了减少集成电路中的动态和静态能耗，可以通过降低节点电容、供电电压及工作频率来实现；此外，在不影响计算精度的前提下调整阈值水平也能有效减小静止状态下的功耗。通过优化这些参数，不仅能够提升芯片性能与可靠性，还能延长电池寿命并降低成本。
     
  • 采样保持电路的低功耗分析与设计
    优质
    本研究聚焦于采样保持电路的低功耗技术分析与创新设计方案探索，旨在提高电路效率并减少能源消耗。 通过对两种开关电容采样保持电路的分析与比较，设计了一种低功耗采样保持电路。该电路采用电容翻转式结构、增益增强技术和栅压自举开关技术来减少运放的功耗并降低非线性失真。使用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计后，仿真结果显示其SNDR为71dB，功耗仅为3.8mW，适用于10位50Ms/s流水线ADC的应用中。
     
  • 基于CMOS的超低功耗基准电路
    优质
    本研究提出了一种基于CMOS工艺的超低功耗基准电压电路设计方法，适用于低电压、高能效应用环境。 我们设计了一种超低功耗全CMOS基准电路，该电路既能产生1纳安的基准电流又能生成560毫伏的基准电压。通过亚阈值技术有效降低了电路的能耗；使用工作在深线性区内的MOS管替代了传统电阻元件，大大减少了芯片面积；采用共源共栅电流镜提高了电源抑制比。 利用SMIC 55纳米工艺，在Cadence Spectre平台上进行了仿真测试。结果显示：在温度区间从-40℃至110℃内，基准电流的温漂系数为每摄氏度0.28%，而基准电压的温漂系数仅为每摄氏度24ppm；电源电压范围介于0.9V到2V之间时，基准电流对电源变化的敏感性（即调整率）是每伏特2.6%、对于基准电压则为每伏特0.48%。在100Hz频率下，基准电流和电压的峰-峰值噪声比分别为-34dB与-50dB。 此外，在所有测试条件下，该电路功耗仅为6纳瓦，并且芯片布局面积仅有大约0.000 42平方毫米。
     
  • 在设计低功耗集成电路和系统中需注意的功率考量.pdf
    优质
    本文档探讨了在设计低能耗集成电路及系统时关键的电力消耗考虑因素，旨在帮助工程师优化产品性能与能效。 在开发现代集成电路和系统的过程中，功耗已成为一个关键问题需要被考虑。特别是在便携式设备的应用市场中，通过能量清除或可充电电池在现场可用的有限能源供应正在定义产品的核心特性。例如，当前智能手机的能量预算大约为2-4瓦特。排除了用于操作用户显示器和无线电所需的功率后，剩下的1瓦特必须支持每秒近100亿次的操作负载。随着用户的持续需求不断扩展便携式设备的功能，在不影响关键产品功能的前提下，设计技术越来越注重功耗优化。 此外，降低能耗不仅有助于降低成本、减缓封装老化及冷却问题，还能提高系统的可靠性和减少维护成本。
     
  • 基于超低功耗MSP430微控制器的心电图采集设备设计与实现
    优质
    本项目基于超低功耗MSP430微控制器设计并实现了心电图(ECG)信号采集设备。系统能够高效、准确地获取人体心电信号，并进行初步分析，适用于医疗健康监测领域。 ### 基于超低功耗MSP430单片机的心电采集仪的设计与实现 #### 关键知识点解析： ##### 数据采集技术概览 数据采集技术是一种融合了传感器、信号处理及微型计算机等多学科领域的综合应用，主要用于信号的获取、存储、分析和控制。在生物医学领域中，微弱信号的数据采集尤其重要，例如心电信号。 ##### 心电采集的重要性 心电图（ECG）收集技术对于临床诊断以及家庭健康监测至关重要。通过记录人体体表的心电信号可以评估心脏的功能状态，并有助于早期发现心脏病症，对疾病的预防和治疗具有重要意义。 ##### 超低功耗MSP430单片机的选择 由于其超低能耗特性，MSP430系列微控制器非常适合用于便携式医疗设备。在设计心电图采集仪时采用该款芯片作为核心处理器，能够实现更低的能源消耗、更小的产品尺寸以及更长的电池寿命，满足家庭保健设备的需求。 ##### 双CPU架构 本项目采用了双CPU架构：主处理单元（MSP430F1611）负责心电数据采集与AD转换，并通过SD卡进行存储；辅助处理器（MSP430F149）则执行信号的数字滤波、心率检测和图形展示等功能。这种设计提高了系统效率，增强了稳定性和可靠性。 ##### 模拟前端电路 模拟前端电路是设备的关键组件之一，其作用在于放大并过滤微弱的心电信号以减少干扰噪声，并保持信号的真实度与完整性。设计时需关注增益、带宽及共模抑制比等参数的优化设置。 ##### SD卡存储功能 为了便于长期保存和后续分析采集到的数据，在系统中集成了SD卡存储机制，通过MSP430单片机控制将心电数据实时记录至SD卡内，方便医生或患者离线查看及深入研究。 ##### 双口RAM通信协议 双口随机存取内存被用来实现主从CPU之间的高效信息交换。该技术允许两个独立的处理器同时访问相同的存储空间而不会发生冲突，从而提高了传输速度和系统响应性。 ##### PCB设计与抗干扰措施 在硬件开发阶段，合理的PCB布局布线能够减少信号衰减及反射现象的发生；有效的电磁兼容（EMC）策略则有助于提升设备稳定性并确保数据准确无误地传递。 ##### 软件设计模块化 软件架构采用模块化设计理念，将各项功能划分为独立的子程序单元，如采集、处理和显示等。这种方式便于代码维护与更新，并简化了调试流程，提高了开发效率。 综上所述，基于超低功耗MSP430单片机的心电图采集仪设计不仅体现了现代数据获取技术的发展趋势，还针对性地解决了家庭健康监测设备的实际需求，在科研及应用方面都具有重要意义。
     
  • 低功耗心电信号便携式采集系统的开发设计
    优质
    本项目致力于研发一款低能耗、高精度的心电信号便携式采集系统。该设备能够高效便捷地收集和分析用户心电数据，适用于家庭健康监测及医疗诊断场景，旨在提升用户的健康管理体验。 本段落提出了一种低功耗便携式心电信号采集系统的设计方法。该系统采用低功耗模拟前端芯片ADS1293来替代传统的分立式前端电路，并利用ADS1293内部集成的右腿驱动电路、威尔逊终端和电极脱落检测等ECG应用所需的模块，简化了前端电路设计。相比传统方案，组件数量可降低超过90%。
     
  • 低功耗心电信号便携式采集系统设计探讨
    优质
    本文旨在探讨并设计一种高效、低能耗的心电信号便携式采集系统，以满足日益增长的远程健康监测需求。通过优化硬件和软件技术，该系统能够实现长时间连续记录心电数据，并确保信号的高精度与可靠性。 传统心电信号采集设备体积较大，不便实时获取心电信号。因此研究便携式、低功耗的心电信号采集系统具有重要意义。本段落以低功耗模拟前端ADS1293为基础，并结合MSP430系列低功耗单片机设计了一种可用于超低功耗和微型化的心电信号采集系统。
     
  • STM32L476低功耗原理图与电路板设计
    优质
    本项目专注于STM32L476微控制器的低功耗系统设计，涵盖详细原理图及PCB布局技巧，旨在优化硬件配置以实现高效能下的最低能耗。 低功耗STM32L476的原理图和电路板设计已经完成，并且测试非常成功；其中包括SPI flash W25Q128 和IS61LV25616，以及串口测试也已完成。原理图和电路板图已准备好。