能源危机之下的能量收集之道

能量收集的概念早在10年前就已经提出，然而在现实环境中，由环境能源供电的系统一直很笨重、复杂和昂贵。不过有些市场已经成功地采用了能量收集方法，如交通运输基础设施、无线医疗设备和楼宇自动化市场。尤其是在楼宇自动化系统中，诸如占位传感器、自动调温器甚至光控开关等，以前安装时通常使用的电源或控制配线，现在已经不需要了，取而代之是，它们采用了局部能量收集系统。

凌力尔特、德州仪器、意法半导体等半导体厂商针对能量收集领域进行了新品研发，我们一起来看一下哪些神奇的方法能够将分散的能量收集起来，从而起到节能环保的作用。

凌力尔特完整的能量采集解决方案 LTC3588-1，其集成一个低损耗、全波桥式整流器和一个高效率降压型转换器，以通过压电传感器收集环境中的振动能量，然后将这种能量转换成良好调节的输出，以为应用微控制器、传感器、数据转换器和无线传输组件供电。其输入电压：2.7V 至 20V；其高效率降压型 DC/DC转换器提供高达 100mA 的连续输出电流或甚至更高的脉冲负载；其输出可以设定为 4 个固定电压之一 (1.8V、2.5V、3.3V 或 3.6V)，以为无线发送器或传感器供电。输出处于稳定状态时 (无负载时) 静态电流仅为 950nA。

凌力尔特面向能量收集的超低电压20mV升压型转换器和电源管理器，这是凌力尔特推出的升压型 DC/DC 转换器 LTC3108，该器件专为在采用极低输入电压电源的情况下启动和运行而设计，其 2.2V LDO 可为一个外部微控制器供电，同时其主输出可用引脚在 4 个 (2.35V、3.3V、4.1V 或 5V) 固定电压中选择一个，为无线发送器或传感器供电。第二个开关输出可由主器件启动，以为没有微功率停机功能的器件供电。甚至在输入能源无法得到时，增加一个存储电容器来提供连续功率。

凌力尔特完整的调节能量收集解决方案 LTC3330，其能提供高达 50mA 的连续输出电流以在可以采用可收集能量时延长电池寿命。当从收集能量向负载提供稳定的功率时，LTC3330无需从电池吸收电源电流；而在无负载条件下由电池供电时，LTC3330 仅需 750nA 的工作电流。

德州仪器面向能量收集与低功耗应用推出高效率电源转换器，TPS62120 同步转换器支持节电模式，可在整个电流负载范围内实现高效率，在负载低至100 uA 时效率也可达到 75%。该器件在轻负载工作条件下工作模式为脉冲频率调制(PFM) 模式，静态电流仅为 11 uA。此外，TPS62120 还可在较高电流条件下保持平稳高效的工作状态，可自动从节电模式转为固定频率脉宽调制 (PWM) 模式。

德州仪器超低功耗电路支持新一轮能量采集设计，可高效提取和管理从光源、热源或机械能源采集的微瓦 (uW) 至毫瓦 (mW) 级电源。该bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 与 TPS62736 支持业界最低工作静态电流，可为无线传感器网络、监控系统、可穿戴式医疗设备、移动附件等难以获得供电的应用实现无电池工作。

意法半导体推出采用能量收集技术的先进双接口存储器，实现真正的无电池系统设计，意法半导体的双接口存储器，包括新推出的16-Kbit产品，配备1个低功耗的I2C接口和1个13.56-MHz ISO15693非接触式无线射频接口。这个射频接口可收集周围RFID电子标签读写机发射的无线电波，并将收集的无线电波转化成输出电压，驱动其它的电子元器件。

MicroGen公司的压电式MEMS振动能量收集器，实现了凌力尔特SmartMesh IP无线传感器网络。凌力尔特 WSN 包括 4 个微尘，并采用了高效功率受控型通信的 WSN 软件。自供电式微尘由设定在 120Hz 典型工业振动级和 0.2g (g = 9.8 m/s2) 加速度 G 级的电子振动器使能。MicroGen 把这种由振动提供电能的微尘摆放在凌力尔特的展台和 X-FAB MEMSFoundry 的展台。这些微尘距离 MicroGen 的展台大约 20~30 米。这是由一家商业公司完成首个全采用 MEMS 能量收集进行供电的 WSN。

恩智浦IC在太阳能光伏应用中能实现高达98%的高效能量提取，MPT612是唯一针对使用太阳能光伏(PV)电池或燃料电池的应用提供最大功率点跟踪(MPPT)的低功耗集成电路。MPT612 IC的MPPT算法，可广泛用于太阳能电池充电控制器、分布式MPPT和微型逆变器等应用中，实现98%的高效能量提取。

关于能量收集的产品就总结到这里，最后附上一套技术方案，让大家的设计更加快速。