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能量收集 - 系统架构
根据应用的功率需求和安全要求，可能需要不同的架构。
TDK可针对能量收集应用提供广泛的电子元件。
TDK的完整解决方案包括收集单元（太阳能电池）和储能元件 (CeraCharge)，
以及多个传感器和其他无源元件。
表1：具有能量收集功能的无线传感器模块（示例1）
Harvesting Unit
Energy Storage
Wireless Charger
目标应用
物联网 (IoT) 已经广泛用于智能家居、可穿戴设备、医疗设备、制造业、基础设施和交通等领域，让社生活变得更美好。目前互联互通的IoT设备数量已多达数十亿计。
其中为自主系统提供充足电力和能源是判断IoT设备是否成功的关键要求。
从简单的小工具到工业IoT的复杂设备，都需要紧凑、可靠且超安全的电源。
目标应用
可穿戴设备
信标
无线传感器节点
各种传感器
IoT终端电源
智能卡
智能锁
环境能量收集发电元件
为其他电子设备充电和供电
实时时钟等设备的备用电源
能量收集设备的能量存储
平滑电压和电流的辅助电池
太阳能电池
TDK的BCS系列是一种轻便，薄而柔韧的非晶硅薄膜太阳能电池，具有圆形或四边形可供选择。它在荧光灯和LED光源下具有较高的发电效率，可在弱光和暗光条件下维持稳定输出。这些太阳能电池有助于降低更换电池和布线成本，同时延长原电池的使用寿命和可充电设备的使用时间。不存在液体泄漏造成设备损坏或环境污染的风险。TDK的清洁能源BCS太阳能电池适合用作室内产品的电源。
特点
- - 采用薄膜基板的轻便，薄而柔韧的太阳能电池。
- [约0.1 g（视尺寸而定）/0.2 mm或更小]。
- - 在荧光灯和LED光源下具有较高的发电效率，适合用作室内产品的电源。
- - 可在弱光和暗光条件下维持稳定输出。
- - 可根据各种形状和应用定制设计。
太阳能电池的优势
- - 减少电池更换的成本并消除麻烦。
- - 降低电气布线成本。
- - 延长原电池的使用寿命。（与原电池搭配使用）。
- - 延长可充电设备的使用时间。
- - 不会因液体泄漏而造成设备损坏或环境污染。
- - 通过使用清洁能源改善产品形象。
- - 通过专注于可持续发展目标 (SDG) 提升企业价值。
TDK非晶硅薄膜太阳能电池
~重量轻、厚度薄薄、物理柔韧~
| TDK太阳能电池 | 重量轻 | 厚度薄 | 形状多样化 | 物理柔韧 |
|---|---|---|---|---|
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| 重量比较 (直径: Ø30mm) |
厚度 | 形状 | 板弯曲能力 | |
| 0.1g | 0.2mm | 能制作凹槽、缝隙、 孔洞、窗口 | Ø20mm |
可安装在狭窄的小空间中
可自由设计几何形状
可部署再弯曲表面
| TDK零件 编号 |
元件 尺寸 |
厚度 (电极) |
厚度 (其他) |
单独重量 | 串联 电池数 |
输出 @ 200Lx | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作电流 | 工作电压 | 开路电压 | ||||||
| BCS4630B9 | 46x30mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.20g | 9cells | 19μA | 3.8V | 6.3V |
| BCSC241D4 | φ17mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.03g | 4cells | 7μA | 1.5V | 2.8V |
| BCSC451B2 | 25x19mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.07g | 2cells | 30μΑ | 1.0V | 1.4V |
| BCSC452B3 | 0.07g | 3cells | 19μA | 1.5V | 2.1V | |||
| BCS2717B4 | 27x17mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.07g | 4cells | 16μA | 2.0V | 2.8V |
| BCS2717B6 | 6cells | 10μΑ | 2.6V | 4.2V | ||||
| BCS1714B4 | 17x14mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.04g | 4cells | 7.8μA | 2.0V | 2.8V |
| BCS1714B6 | 6cells | 5.0μA | 2.6V | 4.2V | ||||
| BCS4430B6 | 44x30mm | 0.18mm | 0.15mm | 0.20g | 6cells | 30μΑ | 2.6V | 4.2V |
| BCSC491B6 | ||||||||
CeraCharge - 可充电的固态SMD电池
作为世界上首款可充电的固态SMD电池，CeraCharge是一项可满足不同应用需求的新技术。
如果没有电池和蓄电池，今天的生活将变得不可想象。而我们所依赖电池或蓄电池不仅基于多种技术，且具有宽泛的容量范围。实际上，物联网在未来将需要数十亿计的特殊电源来满足新型超低功耗半导体和传感器的需求。这些设备必须采用能量收集技术，确保不依赖外部电源独立运行数年之久。对储能介质的要求是：体积小、可充电、本质安全、易于组装、成本低、使用寿命长。使用当前可用的技术无法同时满足所有这些要求。对于许多应用来说，TDK CeraCharge现在提供了解决这一难题的方法。与大多数普通技术不同，它使用的是固态可充电电池，不含在充/放电期间供锂离子移动通过的液态电解质。CeraCharge基于多层技术，类似于多层陶瓷片式电容器的技术。
借助这种技术，实现了相对较高的能量密度和最小的体积，以及多层陶瓷元件的安全性和大批量生产的优势。此外，采用固态陶瓷电解质无火灾、爆炸和液体电解质泄漏的风险。
SMT兼容设计简化了工艺
作为世界上首款采用SMT兼容设计的可充电电池，CeraCharge可提供更多优势，比如易于部署、支持传统的回流焊接工艺，从而降低了采用CeraCharge设备的生产成本。最初，CeraCharge采用EIA 1812封装 (4.5 mm x 3.2 mm x 1.1 mm)，额定电压为1.5V，标称容量为100µAh。
特点
- ◼ 可充电，使用寿命长/循环次数多，适合储能和供电设备。
- ◼ 全陶瓷结构，无爆炸、燃烧和液体泄漏的风险。
- ◼ SMT兼容芯片，支持无铅回流焊接。
- ◼ 符合RoHS指令。
- ◼ 锂基陶瓷氧化物电解质/电极和铜电荷收集器
- ◼ Cr/Ni/Ag喷镀端子电极。
CeraCharge的优势
- - 无液体电解质，无燃烧、泄漏和爆炸的风险。
- - 1000次循环后至少可保留80%的容量。
- - 可轻松地将任意数量的单独元件串联和/或并联使用以增加容量。
- - 无需特殊处理即可回收。
- - 宽工作温度范围。
- - 适合真空应用。
- - 可大规模生产（8周内）。
可充电多层陶瓷片式电池
系列/类型:
订购代码:
BCT1812M101AG
B73180A0101M062
一般技术数据
| 标称电压 | 1.5 | V |
| 典型工作电压 Vop1) | 0... 1.6 | V |
| 最高充电电压1) | 1.8 | V |
| 标称容量2) | 100 | μАh |
| 标称充电电流 | 20 | μА |
| 工作温度 | -20... +80 | °C |
1) 建议工作电压＜1.6V。若能接受循环寿命下降,充电电压可提升至1.8V。
在温度为25°C和相对湿度＜60%的环境条件下。
