作者：Greg Quirk 貿澤電子

能量采集行業(yè)一直發(fā)展迅猛。預計到2020年，能量采集元件市場將由2009年時的7950萬美元發(fā)展為超過40億美元的規(guī)模，年平均增長率超過73%，這將是一個重大的突破。在當前市場中處于領先地位的主要是歐洲、北美、日本和中國市場。

公司選擇投資能量采集市場的原因有很多，其中有一些便是為了降低電力系統(tǒng)相關的成本。而根據系統(tǒng)的使用壽命，即使沒有回收的能量不顯著，但是從長遠來看，使用能量采集所需的前期成本也是一定有回報的。

使用可替代能源是延展工業(yè)系統(tǒng)使用壽命的一種方法。使用不同類型的能源便可將應用設備放置在難以觸及的區(qū)域，并在不需要維修的情況下運行更久的時間，且不必改變系統(tǒng)電池或固線的能量。

能量采集最為關鍵的應用之一便是無線傳感器。無線傳感器在很多領域已經進行了開發(fā)，尤其是智能儀表行業(yè)。但隨著技術的發(fā)展，應用趨勢逐步上升，使用能量的新方法便應運而生。

但不管選擇何種方式，創(chuàng)造的能量都需要進行儲存。能量儲存非常必要，因為能量的生成存在一定的波動。存儲設備包括：低成本和峰值功率電容器、高能量輸出和快速充電時間的效率電容器及持續(xù)功率分布電池。像Cymbet Electronics公司的 EnerChip CBC 3150薄膜封裝電池能夠按照系統(tǒng)的需求進行能量存儲。該薄膜電池功率為50uAh，擁有綜合電池管理能力。

TI能量采集應用范例

光伏太陽能電池板

光伏板，或者說太陽能電池板，是最常見的替代能源之一。這種能量采集方法在很多應用程序中均有使用。最為常見基礎的應用便是計算器。將光伏板放置在陽光下，太陽光便可轉換成能量，并儲存在電池中。

美國德州儀器公司的eZ430-RF2500-SHE是一款開發(fā)工具，旨在幫助設計者將此類技術應用到無線網絡中。該工具包基于超低功耗的MSP430 MCU，且包括一個Cymbet的太陽能電池板。優(yōu)化電池板使其在低強度熒光照明到電力無線傳感器應用程序中都可操作自如。

射頻能量

光伏電池板的可替代方式便是將射頻能量轉換成可用的電能。這比太陽能有更多的優(yōu)勢，因為當日照不佳時，它仍能供給能量。這種技術以往常被用在無線射頻識別（RFID）系統(tǒng)中,但也可用于其它開發(fā)。其生成能量的方式獨特，它利用射頻能量充電，使系統(tǒng)可以放置在任何2.4GHz信號能到達的位置。而如果你家里擁有無線網絡，那么這意味著它幾乎可以放置在家中的任何地方。

想使用此類技術的公司可使用現(xiàn)有的開發(fā)工具包，如：Powercast Lifetime Power能量采集開發(fā)工具包。該工具包包括由Powercast P2110功率采集接收器驅動的射頻接收器板、915 MHz的射頻發(fā)射器及無需電池供電便可運行的無線傳感器板。工具包收集的能量則儲存在超級電容器中。

熱電采集裝置

發(fā)電的第三種方式便是使用熱電能源，即熱量。通過加熱發(fā)電。由于發(fā)電量通常較低，可使用此種方式有效吸收使用其它方法浪費的能量。

Micropelt公司TE-Power PROBE熱電采集能源可創(chuàng)造高達4.5V足夠充足的熱量，足以有效地供電容器或薄膜電池充電。由于存在75℃的溫差，工具包可以產生高達10mW的能量，相當于30節(jié)AA電池產生的能量。

壓電電源

生成微電的最后一個方法便是對物體施加壓力。例如，在人行道上放置薄層材料，當行人步行時接觸到薄層材料，便會由此產生壓電電源。有關壓電電源有一個新奇的想法，即僅按壓按鈕便可生成傳輸紅外信號所需的電能，由此進行遠程控制。

小結

微能量采集可能不會產生大量的電力，但卻足以補償甚至取代傳統(tǒng)的供電方式。根據環(huán)境條件篩選合適的可替代能源以優(yōu)化發(fā)電則尤為如此。若想了解最新發(fā)布的微能量采集技術和產品，請訪問Mouser的能量采集主頁和產品信息中心。