微光充电芯片MF9006：150mV - 5V、580nA低功耗的微能量采集

能量广泛存在于我们周围的世界：太阳与电灯释放着光能，各类振动蕴含着能量，人类运动时产生生物热能，还有充斥于空间各频段电磁波所携带的能量。当下，在消费类、工业类、医疗类以及汽车类等诸多产品中，常常面临这样的困境：大容量电池不仅不适用，甚至没有足够的空间来安置，更别提实现快速充电了。像可穿戴设备、远程监控设备以及传感器网络等，这些应用很难获得持续稳定的供电，只能从周边环境或传感器中获取能量。实际上，它们没有依靠人为方式供电，属于无电池工作模式。正因如此，以微电源作为输入能源的解决方案，拥有着广阔的市场前景。而如何采集这些种类繁多的微小能量并加以有效利用，已然成为新兴的研究课题。

米德方格推出的电源管理芯片——微光充电芯片MF9006，在开启下一代能量采集的竞争中抢占先机。它能够高效地提取并管理从光源采集的微瓦（uW）至毫瓦（mW）级电源。

这款芯片面临的一大挑战在于：一般用于手持设备的单节锂电池等DC/DC转换器，输入电流通常在1A左右，很少低于50mA，输入电压低于1.8V的情况也较为少见，多数在3V或2.5V以上。然而，太阳能（10~10000uW/cm²）、热量（25~1000uW/cm²）、振动（50~250uW/cm²）、RF（0.01~0.1uW/cm²）等能量采集方式，所提供的电压往往不足1V，电流也仅为毫安级或微安级。所以，能量采集技术的关键难点，也就是最大的挑战，在于如何将这些微小的输入电源收集起来，这就要求深入研究拓扑结构以及更深层次的芯片设计。

采集完微能量后，并不能直接为终端产品供电，还需要借助存储元件，如锂离子电池、薄膜电池或超级电容等。存储元件是必不可少的，因为在大多数时间里，系统处于收集能量的状态，只有在少数时间才会发射或应用能量。因此，需要将采集到的微能量保存在存储元件中，最终以特定形式输出并供电。

微光充电芯片MF9006的工作电压范围为150mV~5V，其静态流耗极低，仅为580nA。而且，在输出电流低于10uA的情况下，能够实现超过90%的效率，这得益于其自身耗电量极小。相比之下，一个DC/DC转换器在10mA的情况下，效率一般为50%~60%；在重载或常载情况下，如300mA或500mA时，效率会达到80%~90%。

微光充电芯片MF9006不仅支持最大功率点跟踪（MPPT），能够从光伏电池中提取并管理电源，还兼容任何能源存储元件，例如可充电式锂离子电池、薄膜电池、超级电容器或常规电容器等。

从终端应用层面来看，智能家居、可穿戴设备、遥控器等需要延长电池使用寿命的设备，人体医疗领域的植入设备、石油钻井平台和管道等难以触及的设备，以及需要大量无线传感器供电的环境感知应用等，都可以使用TI最新一代电源管理芯片。

微能源采集技术为无电池工作应用带来的变革清晰可见，至于这种技术究竟能发挥多大的作用，我们且拭目以待。

审核编辑 黄宇