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几个常用的能量收集技术资料下载
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2021-04-17
李敏
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作者：贸泽电子John Donovan
要怪就怪手机发展太快？
随着手机从无线模拟电话演变成现在的智能手机，消费者们对能源消耗的需求越来越高，例如网页浏览、视频、游戏以及电邮同时还希望能够延长电池的续航。因为电池制造商难有突破，所以半导体制造商设计了许多省电的技术才满足上述需求。
低功耗一直是最近十年最重要的电子设计标准。多亏了摩尔定律以及众多聪明的工程师，半导体功耗水平呈直线下降的趋势，通常，在运行模式下功耗降到毫瓦级，在待机模式下功耗降到毫微瓦级。其直接导致的结果就是超低功耗的无线传感器网络最终成为可能，且获广泛采用。现在，传感器主要应用在偏远地区甚至人迹罕至的地方，产生建筑和桥梁压力，空气污染，森林防火，山体滑坡，轴承磨损，以及机翼震动等告警信号。低功耗无线传感器网络是大量的工业，医疗，以及商业应用的核心。
不过，离网的以及便携式传感节点，依旧依赖于电池供电，并且面临与手机一样的问题。所以最好可以通过收集周围的能量来延长电池的续航时间，最常见的如光，热，振动，运动或者周围的射频等。如果一个设备的能源需求比较低，并且电池更换比较困难或者昂贵，那就可以完全不使用电池，而是专门依赖于收集周围的环境能源作为供电。超级低功耗的MCU和能源收集的合力拓展了丰富的应用，而在以前这是不可能实现的。
能量收集市场非常巨大且保持快速增长。根据IDTechEx分析师预计，能量收集在2012年是7亿美元，并且到2022年将超过50亿美元。到那时，有2.5亿个传感器将由能量收集来供电。到2023年，仅热电能源收集市场就将达到8.65亿美元。
当前技术和应用
有几个常用的能量收集技术，有一些创新技术才刚刚起步。最普普通通的能源是、热、振动以及射频。小的屋顶太阳能电板，不能产生巨大的能量（看图1），但是更多的太阳能电板在特殊环境中也许就能给低功耗设备供电。
Source
Source Power
Harvested Power
Light
Indoor
0.1 mW/cm²
10 µW/cm²
Outdoor
100 mW/cm²
10 mW/cm²
Vibration/Motion
Human
0.5m at 1 Hz
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