能量采集需低功耗与高转换效率“双管齐下”

　　节能环保离不开高能效、高密度的功率器件、模块，以及各种高精度、低能耗的控制和模拟芯片等。根据市调公司Semico Research的调查，尽管能量采集至今尚未起飞（通常因为它比装配的电池电量更不符合经济效益），但预计将在2020年推动半导体销售金额达到30亿美元。

　　adi公司工业与能源事业部亚太市场经理张松刚认为：“能量无处不在，能量采集和储存技术虽然并不是很新。但随着物联网的飞速发展，越来越多的应用会用到能量采集技术、能源管理系统和可充电电池，以便能够在整个产品生命周期中持续使用。很多公司都在投入去开发能量收集芯片，产生了很多创新技术；在这个领域中，遇到的问题是想要将收集到的能量真正排上用场，既需要解决芯片自身低功耗的问题，还要考虑如何大幅提高转换效率，这对能量采集芯片设计提出了新的挑战。”

　　

　　adi公司工业与能源事业部亚太市场经理 张松刚

　　在张松刚先生看来，进行管理与应用微能量，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。

　　针对能量采集芯片的挑战，对于大幅提高转换效率很多物理定律及相关材料问题，并不是一个很容易解决的问题，大幅度降低芯片自身的功耗及管理好采集到的能量则相对比较容易实现。adi目前推出了一系列基于太阳能的能量采集芯片--adp5090/5091/5092，是一款非常好的解决方案。首先它具有极低的功耗（小于300nA）并在很低的电压（380mV）下即可启动工作；它可以管理采集到的微能量并给电池（锂电池、薄膜电池、超级电容等）和电容充电，使之达到负载所需的工作电压；可以支持突发性的射频输出或MCU，并支持第二个后备电池；对于如何提高太阳能的转换效率，该芯片特别设计了MPPT控制功能来保证太阳能电池板能一直工作在最大功率点上，只需要手表盘大小的太阳能电池板即可工作。该芯片可以广泛应用于可见光照射下的任何便携式设备、无供电电源的传感器、无线发射模块、可穿戴设备等多种应用中。