能量收集技术很快就会来到您身边的应用中

Tony Armstrong
产品市场总监
电源产品
凌力尔特公司

从现成可用的来源采集能量提供了这样一种可能，即不需要电线或电池就能无限期地为应用供电，至少也可以延长电池供电型系统的工作时间。不过，要想成功地实现一款能量收集解决方案，就必需详细了解环境能量源的特性和收集器 / 换能器的输出功率能力以及系统的功率要求。

环境能量源包括光、温差、机械振动、已发送的射频 (RF) 信号或任何其他能够通过某种换能器产生电荷的信号源。这些能量源都在我们的身边，利用合适的换能器，如面向温差的热电发生器 (TEG)、面向振动的压电式元件、面向太阳光 (或室内照明光) 的光伏电池等，可将其转换成电能，甚至可以利用湿气产生电能。此类所谓的"免费"能量源可用来自主地给电子组件和系统供电。

一个典型的能量收集配置或无线传感器节点 (WSN) 由 4 个方框组成，如图 1 所示。它们是：1) 环境能量源；2) 换能器组件和给下游电子线路供电的电源转换电路；3) 将该节点连接到现实世界的检测组件和计算组件 (由微处理器或微控制器组成，负责处理测量数据并将数据储存到存储器中)；4) 由短程无线单元组成的通信组件，用于实现与相邻节点及外部世界的无线通信。

图 1：一个典型的能量收集系统或无线传感器节点的主要组成方框图

一旦电能产生出来，就可以由能量收集电路转换并调整为合适的形式，以给下游电子线路供电。因此，一个微处理器可以唤醒一个传感器，以获取读数或测量值，然后读数或测量值可由一个模数转换器进行处理，以通过一个超低功率无线收发器传送。

目前，在我们的周围有许多运用了能量收集技术的应用。实例包括：轮胎磨损/压力监测器、电感耦合智能电网监测器、HVAC 和照明控制系统。飞机健康状况监视和资产跟踪系统很快也将运用能量收集技术。