在进行微能量采集的管理应用与系统设计时需要注意这些

微能量采集并不是一个全新的概念，但一直以来似乎并没有得到真正的广泛应用。微能量采集就是通过采集环境及人体活动中的声、光、热、力等各种形式的能量，将其转化为电能，为微低功耗电子系统或设备供电(如手机一类的电子设备)，从而极大延长电子产品的续航时间。

对于微能量采集一直以来并没有得到真正的广泛应用，ADI公司工业与能源事业部亚太市场经理张松刚先生认为最大的原因可能是：“大家不能深入理解能量采集系统是一个综合性的系统，需要结合各种因素才能设计出真正产品化的东西，目前看到的很多芯片或解决方案只能部分地实现能量采集功能，而没有把真正产品设计的因素考虑完善。”

ADI公司工业与能源事业部亚太市场经理 张松刚

如何管理与应用微能量？张松刚先生认为：“必须积少成多地把它们收集并管理起来，这也涉及到能量存储及减小漏电流的问题，需要有能连续存储并极低漏电流的存储器件，只有漏电流远远小于收集的能量，这些采集来的能量才有可能会被用到；一旦这些采集到的能量集中管理起来后，可以被用来驱动一些短暂或脉冲型的负载；对于那些连续工作的负载就牵扯到另一个问题，低功耗和超低功耗器件，只有这些超低功耗的器件的工作损耗与采集的能量及这些能量的管理达到平衡，微能量采集才能真正被广泛应用。另外被采集的能量都很微弱，能量收集的门槛必须很低。能量的存储也是很关键的，目前大家采用的比较多的是可充电电池或超级电容，怎样提高电池的充电次数、延长电池的寿命以及减小超级电容的漏电都是要解决的关键问题。”

由于要处理的能量仅为微瓦(μW)级，且涉及众多相关硬件及软件。在进行能量采集系统设计时，张松刚先生提到几点工程师需要重点考虑的因素：“首先需要考虑选择超低功耗的器件，保证整体静态功耗相对较低，储能器件要选择漏电电流小的，其次是取能电路的拓扑结构和效率，尽可能让取能电路工作在最大功率点上或区间内、最大效率利用好储能器件，这些是在硬件上要重点关注的；在软件上，主要要关注能量使用的频度和协议的选择，大部分的能量采集系统会使用短距离无线收发，选择合适的无线传输协议是工程师要重点考虑的因素，同时要精确计算收发频度及次数、每次收发消耗的能量、平均耗能等因素；最后，要综合所有因素从系统层面考虑，合理安排能量分配、多电源管理、系统启动时间、安全保护、故障处理等因素。”

谈到能量采集在中国的发展情况，张松刚先生认为：“随着物联网概念越来越被大家接受，智能传感器的发展也走入快车道，能量采集在中国市场的发展势头应该是比较好。有利因素包括了物联网发展、工业2025、节能环保等国家层面的驱动与投资，而新技术、新器件的推广，众多大型企业的研发投入也是有利的因素。但同时也会存在一些不利因素，像标准的不完善、对新型取能技术包括拓扑的研发不够系统和深入、能量采集的芯片品种不够多等；另外跟能量采集应用相关性比较大的无线短距离通讯，其通讯协议很多种，不够统一，储能器件的种类和容量与最终应用要求有一些差距，这些也是影响市场发展的不利因素。”