实现使用清洁能源的幕后推手—能量采集技术

　　能量，广泛存在于我们生活的这个世界，对于这些无形的能量的高效利用成为了这个时代的一个正在被广泛讨论和探索的领域。当然，能量采集和存储的技术已经不是很新，随着物联网、移动设备和可穿戴设备的普及，这一技术的应用领域变得越来越广泛。可以看出，随着技术的发展，目前市场的注意力已经转向了微型能量的采集及应用。

　　ADI公司工业与能源事业部亚太区市场经理 张松刚

　　但是目前来说微能量采集技术并没有得到真正的应用。ADI公司工业与能源事业部亚太区市场经理张松刚认为：“最大的原因是如何管理与应用这些微能量。大家都知道用能量采集技术采集到的能量非常微小，很难直接应用，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。”

　　想要将能量收集起来进行利用，关键是要解决两方面的问题，一是芯片自身低功耗，二是思考怎么样提高转换效率。针对这样的两个问题，张松刚说到：“大幅提高转换效率很多物理定律及相关材料问题，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。”他继续表示：“ADI目前推出了一款基于太阳能的能量采集芯片--ADP5090，是一款非常好的解决方案。首先它具有极低的功耗(《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。”ADI的这款芯片可以应用于便携式设备、无供电电源传感器、无线发射模块和可穿戴设备中。

　　张松刚认为，在能量采集系统的设计上，工程师需要从硬件角度出发，期间的选型非常重要，我们需要尽可能挑选低功耗的器件。他说：“在硬件设计时应经可能减少被动器件保证更小的漏电流，包括低漏电流的电池或其它储能器件。”对于软件的设计他则表示：“要更多的考虑间歇式的工作以减小功耗并能保证有足够的时间去存储采集到的能量。”“在进行能量采集系统设计时另外需要考虑的是不要只采用一种能量采集技术，而要在允许的条件下尽可能采用多种能量采集技术，以保证任何条件下都能正常工作。”他继续补充道。

　　在能量采集技术和市场未来发展的趋势上，张松刚认为太阳能的能量采集将会较快地被应用到产品中，因为这一技术可以在任何有光的场合进行利用，而且该技术目前已经比较成熟，接受度高。当然，在能量采集技术的发展和普及过程中依旧会存在很多的未知数和挑战，但是随着物联网、可穿戴设备以及其他新兴市场的不断发展，能量采集这一技术会被应用在越来越广泛的领域中。