微能量采集并不是一個(gè)全新的概念，但一直以來(lái)似乎并沒(méi)有得到真正的廣泛應(yīng)用。微能量采集就是通過(guò)采集環(huán)境及人體活動(dòng)中的聲、光、熱、力等各種形式的能量，將其轉(zhuǎn)化為電能，為微低功耗電子系統(tǒng)或設(shè)備供電(如手機(jī)一類(lèi)的電子設(shè)備)，從而極大延長(zhǎng)電子產(chǎn)品的續(xù)航時(shí)間。
對(duì)于微能量采集一直以來(lái)并沒(méi)有得到真正的廣泛應(yīng)用，ADI公司工業(yè)與能源事業(yè)部亞太市場(chǎng)經(jīng)理張松剛先生認(rèn)為最大的原因可能是：“大家不能深入理解能量采集系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，需要結(jié)合各種因素才能設(shè)計(jì)出真正產(chǎn)品化的東西，目前看到的很多芯片或解決方案只能部分地實(shí)現(xiàn)能量采集功能，而沒(méi)有把真正產(chǎn)品設(shè)計(jì)的因素考慮完善?！?/p>
ADI公司工業(yè)與能源事業(yè)部亞太市場(chǎng)經(jīng)理 張松剛
如何管理與應(yīng)用微能量？張松剛先生認(rèn)為：“必須積少成多地把它們收集并管理起來(lái)，這也涉及到能量存儲(chǔ)及減小漏電流的問(wèn)題，需要有能連續(xù)存儲(chǔ)并極低漏電流的存儲(chǔ)器件，只有漏電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于收集的能量，這些采集來(lái)的能量才有可能會(huì)被用到；一旦這些采集到的能量集中管理起來(lái)后，可以被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一些短暫或脈沖型的負(fù)載；對(duì)于那些連續(xù)工作的負(fù)載就牽扯到另一個(gè)問(wèn)題，低功耗和超低功耗器件，只有這些超低功耗的器件的工作損耗與采集的能量及這些能量的管理達(dá)到平衡，微能量采集才能真正被廣泛應(yīng)用。另外被采集的能量都很微弱，能量收集的門(mén)檻必須很低。能量的存儲(chǔ)也是很關(guān)鍵的，目前大家采用的比較多的是可充電電池或超級(jí)電容，怎樣提高電池的充電次數(shù)、延長(zhǎng)電池的壽命以及減小超級(jí)電容的漏電都是要解決的關(guān)鍵問(wèn)題?！?/p>
由于要處理的能量?jī)H為微瓦(μW)級(jí)，且涉及眾多相關(guān)硬件及軟件。在進(jìn)行能量采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，張松剛先生提到幾點(diǎn)工程師需要重點(diǎn)考慮的因素：“首先需要考慮選擇超低功耗的器件，保證整體靜態(tài)功耗相對(duì)較低，儲(chǔ)能器件要選擇漏電電流小的，其次是取能電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和效率，盡可能讓取能電路工作在最大功率點(diǎn)上或區(qū)間內(nèi)、最大效率利用好儲(chǔ)能器件，這些是在硬件上要重點(diǎn)關(guān)注的；在軟件上，主要要關(guān)注能量使用的頻度和協(xié)議的選擇，大部分的能量采集系統(tǒng)會(huì)使用短距離無(wú)線收發(fā)，選擇合適的無(wú)線傳輸協(xié)議是工程師要重點(diǎn)考慮的因素，同時(shí)要精確計(jì)算收發(fā)頻度及次數(shù)、每次收發(fā)消耗的能量、平均耗能等因素；最后，要綜合所有因素從系統(tǒng)層面考慮，合理安排能量分配、多電源管理、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間、安全保護(hù)、故障處理等因素?！?/p>
談到能量采集在中國(guó)的發(fā)展情況，張松剛先生認(rèn)為：“隨著物聯(lián)網(wǎng)概念越來(lái)越被大家接受，智能傳感器的發(fā)展也走入快車(chē)道，能量采集在中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展勢(shì)頭應(yīng)該是比較好。有利因素包括了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、工業(yè)2025、節(jié)能環(huán)保等國(guó)家層面的驅(qū)動(dòng)與投資，而新技術(shù)、新器件的推廣，眾多大型企業(yè)的研發(fā)投入也是有利的因素。但同時(shí)也會(huì)存在一些不利因素，像標(biāo)準(zhǔn)的不完善、對(duì)新型取能技術(shù)包括拓?fù)涞难邪l(fā)不夠系統(tǒng)和深入、能量采集的芯片品種不夠多等；另外跟能量采集應(yīng)用相關(guān)性比較大的無(wú)線短距離通訊，其通訊協(xié)議很多種，不夠統(tǒng)一，儲(chǔ)能器件的種類(lèi)和容量與最終應(yīng)用要求有一些差距，這些也是影響市場(chǎng)發(fā)展的不利因素?！?/p>