电源是安装诸如电子锁等门禁系统的一个关键挑战。能够从环境中供电这样的设备提供了更低的成本，更容易集成和装配，并可能通过切断电源的脆弱性而使整个系统更加安全。本文讨论了利用能量收集和电源管理为加密的无线接入控制系统提供电源的选项，这些接入系统连接到特别关注太阳能的物联网。

　　在智能建筑改造中，给门禁系统提供电源是一个关键的限制。必须在上下两个门上运行电力电缆是复杂而昂贵的，系统架构师正在寻找不同的方法为智能系统提供电力。不得不经常更换数千门门锁的电池是昂贵的，在许多情况下是不现实的。

　　相反，能量收集提供了在没有大量布线的情况下提供这种电源的机会，但在安装和系统设计方面，有一些关键考虑因素，这取决于能源。

　　访问控制的两种最合适的能量收集技术是太阳能和热能。虽然这些产生相对较小的电流量，但对于访问控制而言，这种工作是需要小功率的脉冲来授权访问的，通常是通过无线链路或卡刷卡，并从捕获的和存储的电流中释放锁。回到监控网关的无线链路也提供了更高的安全性，如果电源被切断或未经授权进入，则可用于触发警报。使用无线链路的能量收集方法消除了昂贵的电缆基础设施的需要，并简化了这种系统的改造。

　　外部的门，温度的差异可以通过能源利用Peltier效应的利用。这是利用金属的不同的电气和热性能，佩尔蒂埃引擎，如从莱尔德科技的wpg-1(图1)，可以安装在门或墙的一侧比其他温暖。然后产生一个电流，用于充电电池以为门禁系统供电。

　　是一个独立的wpg-1薄膜热电发电机的收成余热转换成可用输出直流电源。一wpg-1可以产生高达1.5兆瓦的可用输出功率，可以处理广泛的负载电阻。一个超低电压升压转换器被纳入提供有用的输出功率在低于20°C的低温差。输出功率可以调节，以容纳三个电压设定点：3.3伏，4.1伏或5 V。

　　莱尔德技术wpg-1能量收集发生器图像

　　图1：这wpg-1能量收集发生器可以由温度差产生高达1.5兆瓦。

　　一个本地电池是需要捕捉和平滑的电流从源，这可以是相当多变的，但也为安全性。即使电源被切断，接入控制系统仍需要保持，因此使用本地电池比直接由电源供电的系统更具优势。

　　然而，访问控制系统可以获得的主要能量来源是光。使用太阳能电池板为系统提供动力是经济有效的，可以使用自然光或人工光。今天的能量收集面板和电源管理可以跟踪最佳的充电速率，以尽量减少损失，并保留尽可能多的捕获电流尽可能用于无线链路和访问授权。

　　EnOcean的入门套件(图2)是专为工程师提供的工具来探讨自供电无线技术的性能。

　　EnOcean的初学者工具包的图像

　　图2：EnOcean的入门套件允许设计人员评估无线接入控制器由太阳能电池供电的不同架构。

　　该套件包括用于接入控制系统的开关的机电式发电机以及太阳能传感器。在315兆赫的射频信号发送的自供电开关和传感器通过USB适配器接收到的是在PC屏幕上的可视化。的dolphinview基本软件解释EnOcean无线电电报说明无线遥控器可实现无电池利用摇杆开关产生的电。该系统还支持太阳能电池供电的无线链路。

　　松下的薄膜电池非晶硅太阳能电池提供5.3μ一至84μ从室内光线，或5到115毫安的户外灯。这些电池用玻璃封装在最基本的衬底上，或者作为薄膜，可以很容易地添加到任何结构中以提供能量。有了电池备份，可以方便地添加基于薄膜的电池，而不必担心布线或安全。由于重量不是问题，单元阵列可以按访问控制系统所需的功率大小进行调整。室外系统当然可以更小，但室内系统也可以使用相同的技术，为系统设计者创造规模经济。

　　松下的薄膜电池太阳能电池图像

　　图3：松下的薄膜电池太阳能电池用玻璃或塑料薄膜基材的不同环境。

　　太阳能面板和Peltier发动机需要专门的电源管理设备捕获的电流从电池的功率管理。

　　从线性技术的ltm8062是一个完整的微跟踪电池充电器提供恒流恒压充电特性。它采用3.3 V电压反馈的参考，所以任何所需电池浮充电压高达14.4 V的ltm8062可以与编程电阻分压器。

　　这是通过输入电压调节环路来实现的，如果输入电压低于编程电平，即用电阻分压器设置，则降低充电电流。这种输入调节回路是用最大峰值功率跟踪(MPPT)算法来维持太阳能电池板在峰值输出功率。

　　一个典型的太阳能电池板是由多个串联的细胞，每个细胞是一个正向偏置的p-n结。因此，电池的开路电压温度系数，是一个类似于普通PN结二极管，或–2毫伏/°C.峰值功率点电压(VMP)为太阳能晶板可以近似为一个固定电压低于V，所以对于峰值功率点的温度系数类似的开路电压。面板制造商通常为这两个值指定25°C，所以一个温度传感器的反馈网络可以用来编程电压输入，以跟踪最大峰值功率，以获得最有效的功率转换，因为更多的光落在电池上并加热。

　　还包括预处理的ltm8062涓流充电，使电池可以不断但安全充电电流的少量的太阳能电池，以及简化维护和修理坏电池检测。

　　同样，从德克萨斯文书的bq25504是专门设计来有效地获取来自太阳或热的来源，产生微在3 x 3毫米封装毫瓦的电压管理。bq25504的设计始于一个DC-DC升压转换器/充电器，只需要毫瓦的功率开始工作。一旦启动，这可以有效地从低压输出收割机，如热电发电机或太阳能电池板提取电力。升压转换器可以启动电压低至330毫伏，一旦启动，可以继续收获能量下降到80毫伏。

　　的bq25504也实现了一个可编程的MPPT采样网络的力量传递到装置的优化。抽样vin_dc，开路电压是使用外部电阻和举行一个外部电容器编程。太阳能电池工作在最大功率点(MPP)的开路电压的电阻分压器80%，可以设置为80%的vin_dc电压和网络将控制操作vin_dc附近采样基准电压。或者，由微控制器MCU提供外部参考电压以产生更复杂的MPPT算法。

　　德克萨斯的乐器bq25504功能框图

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　　图4：在bq25504功能框图显示了关键作用的最大峰值功率跟踪(MPPT)收获的电力由太阳能电池控制器。

　　防止损坏蓄电池，最大和最小电压欠压监测对编程的用户(UV)和过压(OV)水平，以及电源管理信号连接的微控制器在电压对电池下降到低于预定的临界水平。此警告应触发负载电流的脱落，以防止系统进入欠压状态，但在设计访问控制系统时必须考虑到这一点。

　　结论

　　电源管理芯片的集成意味着许多不同类型的能源可以用于无线接入控制系统，这给系统的实现带来了巨大的灵活性，并大大减少了复杂布线基础设施的需求。然而，对于系统设计者来说，收获源的选择仍然是一个关键的考虑因素。使用内部或外部太阳能电池或热能将有不同的电源管理考虑，从温度补偿和跟踪欠下和过压监测。由于欠压状态而使门禁系统关闭，这不是一个积极的情况，设计者需要认真注意电源管理要求，以最大限度地利用他们的能量收集设计。