低功耗蓝牙（BLE）设备与MF9006能量收集PMIC的协同设计

低功耗蓝牙（BLE）技术凭借其低功耗、低成本、易部署等优势，已成为物联网设备的主流通信协议。MF9006作为一款经典的能量收集PMIC芯片，能够从微弱能源中高效提取能量，为BLE设备提供持续供电。本文将探讨BLE设备与MF9006的能量协同设计。

BLE设备功耗特征分析

BLE设备的工作模式决定了其能量需求特征。在广播模式下，设备定期发送广播信号，平均电流为0.01-0.1mA；在连接模式下，设备与主机建立连接，平均电流为0.1-1mA；在休眠模式下，电流低于1μA。数据传输时峰值电流可达10-20mA，但持续时间极短。

功耗优化策略：通过延长广播间隔、缩短连接时间、优化数据传输协议，可以进一步降低平均功耗。例如，将广播间隔从100ms延长到1s，功耗可降低90%。通过软件算法优化，可以进一步延长设备续航时间。

MF9006能量管理功能详解

MF9006是一款超低功耗的升压充电器，专为能量采集应用设计。芯片的boost效率超过90%，冷启动电压为400mV，启动功率约15µW，静态电流为580nA，在弱光环境下仍能稳定工作。

MPPT功能：芯片内置可编程的最大功率点跟踪功能，通过采样光伏电池的开路电压，实时调整工作点，确保能量提取效率最大化。可通过管脚配置MPPT，可配置为70%、75%、85%或90%。

保护功能：芯片内置电池欠压保护（UVLO）、过压保护（OVP）、过温保护（OTP）等，确保储能单元在安全范围内工作。

系统协同设计要点

能量平衡计算：根据BLE设备的功耗特征和能量源的供给能力，进行能量平衡计算。假设BLE设备平均功耗为10μA，每天需要能量10μA×24h=240μAh。在1000lux光照下，光伏电池每天可产生0.1mA×8h=0.8mAh（按每天8小时有效光照计算），能量供给大于需求，系统可以稳定运行。

储能容量配置：根据应用场景的功耗特征和光照条件，合理选择储能容量。对于资产追踪标签，建议配置10-50mAh的锂离子电池；对于电子价签，建议配置1-5mAh的超级电容。

动态功率管理：根据能量状态调整负载工作模式。在能量充足时，可以增加数据传输频率；在能量不足时，进入深度休眠模式，降低功耗。通过软件算法优化，可以进一步延长设备续航时间。

典型应用场景

资产追踪标签：在仓储物流、医疗设备管理等场景中，BLE资产标签通过MF9006实现免维护运行。设备从环境光中采集能量，无需电池更换，大幅降低运维成本。

电子价签系统：零售行业的电子价签采用MF9006实现能量采集，通过商场灯光即可工作，支持实时变价、库存显示等功能。

工业传感器网络：在工业监测、农业环境监测等场景中，无线传感器节点通过MF9006实现长期自供电运行，在桥梁健康监测、管道泄漏检测等场景中，传感器节点可实现5年以上免维护运行。

总结

低功耗蓝牙设备与MF9006的能量协同设计，为物联网设备提供了可持续的供电方案。通过合理的系统设计和优化，可以实现设备的免维护运行，降低运维成本，推动物联网技术的普及应用。

审核编辑 黄宇