图2 在无线远程传感器应用中使用的LTC3108

LTC3108使用了一个耗尽型N沟道MOSFET开关，以一个外部升压型变压器和一个小的耦合电容器构成一个谐振升压型振荡器。这使它能够将一个低至20mV的输入电压升至足够高的电平，以提供多个用于给其他电路供电的已调输出电压。振荡频率由变压器副端绕组的电感决定，典型值在20～200kHz之内。

就低至20mV的输入电压而言，建议使用约1:100的主副端匝数比。对于更高的输入电压来说，可以使用较低的匝数比。这些变压器是标准和现成有售的元件，可以轻而易举地从磁性元件供应商那里得到。我们的复合耗尽型N沟道MOSFET就能实现20mV输入电压。

LTC3108采用一种“系统级”方法来解决复杂的问题。它可以转换低压电源，并管理多个输出之间的电能。用一个外部充电泵电容器和LTC3108内部的整流器能实现对变压器副端绕组上产生的AC电压的升压和整流。这个整流器电路将电流馈送至VAUX引脚，从而向外部VAUX电容器，然后是其他输出提供电荷。

内部2.2V的LDO可以支持一个低功率处理器或其他低功率IC。该LDO由VAUX或VOUT中较高的一个供电。这使它在VOUT存储电容器仍然在充电时，当VAUX一充电到2.3V时就开始工作。倘若LDO输出上出现阶跃负载，如果VAUX降至低于VOUT，电流就可能来自主VOUT电容器。该LDO输出可以提供高达3mA的电流。

VOUT上的主输出电压是用VAUX电源充电的，用户利用电压选择引脚VS1和VS2，可将其编程至4个稳定电压之一。4个固定的输出电压是：用于超级电容器的2.35V、用于标准电容器的3.3V、用于锂离子电池终止的4.1V和用于更高能量存储和主系统轨为无线发送器或传感器供电的5V，因此无须几mΩ的外部电阻器。结果，LTC3108不需要像分立式设计那样要用特殊的电路板涂层来最大限度地降低泄漏(例如，分立式设计需要电阻值很大的电阻器)。

第二个输出VOUT2可以由主微处理器利用VOUT2_EN引脚来接通和断开。启动后，VOUT2通过一个P沟道MOSFET开关连接到VOUT。这个输出可以用来给外部电路（没有低功率休眠或停机功能的传感器或放大器等）供电。

VSTORE电容器可以具有非常大的电容值(几千μF甚至几F)，以在有可能失去输入电源的时候提供保持作用。一旦上电操作完成，则主输出、备用输出和开关输出均可使用。如果输入电源发生故障，则操作仍然能够借助VSTORE电容器的供电而得以持续。VSTORE输出可用于在VOUT达到稳压状态之后对一个大存储电容器或可再充电电池进行充电。在VOUT达到稳压状态以后，将允许VSTORE输出充电至高达VAUX电压(该电压被钳位于5.3V)。VSTORE上的电能存储元件不仅能够在失去输入电源的情况下用于给系统供电，而且还能够在输入电源所具备的能量不足时用于补充VOUT、VOUT2和LDO输出所需要的电流。

结论
模拟开关模式电源设计人才在全世界都处于短缺状态的局面，设计一个如图1所示的有效能量采集系统一直很难。不过，随着LTC3108热能收集和DC/DC升压型转换器和系统管理器的推出，这种情况将彻底改变。这个器件可以从太阳能电池、热电发生器或其他类似热源抽取能量。此外，该器件具有全面的功能并易于设计，极大地简化了能量采集链条上难以进行的电源转换设计。