微源取能芯片新技术赋能自供能传感器零碳排放.pdf

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1、乔磊2023.05.1701行业现状产品介绍0203应用案例04公司简介行业现状微源取能，又称“微环境能量收集”。由于自然环境中的机械能、热能、太阳能等具有绿色、可持续性以及广泛分布等特点，通过对其开发利用，可以高性能的通过收集环境中的微能量，转换成可以供低功耗器件使用的电能，以达到高效利用能量的目的。能够很好的解决传统电池供电污染性、更换电池困难和使用寿命有限等问题。汽车的噪声与震动车床的噪声与震动信号发射热点发光体发出的光汽车的噪声与震动车床的噪声与震动信号发射热点发光体发出的光设备的“次级电源”包括：无线监控设备、手机、可拆卸电源等设备电源。主要特点:“麻烦”“麻烦麻烦”设备环境隐蔽设备

2、环境隐蔽设备环境危险设备环境危险电源费用电源费用设备环境设备环境设备环境偏僻设备环境偏僻危险不方便密封性隐蔽性设备的“初级电源”对设备的“次级电源”进行充电和间接的对设备进行供电，以提高“次级电源”运行正常和稳定。汽车的噪声与震动车床的噪声与震动信号发射热点发光体发出的光汽车的噪声与震动车床的噪声与震动信号发射热点发光体发出的光 能量收集电源管理芯片是近年来很热门的研宄方向，可以实现将能量采集得到的能量进行转换成系统可以工作的电压。由于能量采集所得的能量很低在微瓦量级，所以需要在极低的供电电压下工作。通过对比能量来源和环能功率，其中光能、磁场能功率较大，是未来微能量收集的重点取能研究方向。后续

3、第二阶段可以在第一阶段的研究成果基础上再进行温差能、振动能的研究。据美国Innovative Research and Products(iRAP)公司的调查显示，到2024年，整个微型能量收集的市场规模将达到20.35亿美元。而从2019年开始，其市场一直保持每年73%的高增长率；英国的IDTechEx公司也曾提供数据：“能量收集与能源类相关设备市场规模将由2010年的4.4亿美元增长至2022年的17.05亿美元”；国内对超低电压启动及超低功耗的技术研究停留在科研院所，未集成能量存储、管理等功能。国外公司如ADI、TI、ST已经发布微能量启动的低功耗电源管理芯片，静态电流可低到nA级。麻省

4、理工学院的研究团队在2007年6月7日美国科学杂志的网站上发表了他们的研究成果。研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。富士通半导体最新推出的在微光条件下也可以实现97%转换效率的光环境发电PMIC，并且此电源管理IC还可以实现低至0.35V的超低电压启动。慕尼黑上海电子展富士通半导体的展台产品介绍光光热热无线无线电波电波震动震动能量能量

5、能量转换能量转换光伏光伏温差电温差电天线天线电磁波电磁波压电压电静电静电环境发电环境发电ICMPPT整流整流升升/降压降压DC-DC设备存储设备存储 应用设备应用设备传感器传感器物联网物联网终端终端电电电电01冷启动03电池管理与切换 02MPPT 04LDO电压输出06工作环境05多种能量源收集400 mV 输入电压和 15W 输入功率下实现冷启动通过管脚可配置，每 5 秒检测一次 MPPT 开路电压；启动后输入电压范围 150mV 至 5V；对可充电电池或超级电容器进行过充和过放保护参数配置；电池耗尽时进行提示；LDO 可用时进行提示；储能电池与一次电池切换管理 20mA负载；输出电压 1

6、.2V/1.8V 可选；80mA负载；输出电压 1.8V4.2V 可选/可调。微光能、射频能、热能、机械能宽温：-40 to+125；宽压：1.2V或1.8V20 mA1.8 V4.1 V 80 mA；电源备份。冷启动 MPPT 升/降压 Boost/BuckLDO环微源取能IC室内环境光照强度 办公区域光照强度 白天300500lux左右一般公共区域光照强度50100lux 左右并联电阻光能发电等效电路传统室外太阳能板 串联阻值变化，影响伏安曲线 并联阻值变化，不影响伏安曲线室内光能薄膜 串联阻值变化，不影响伏安曲线 并联阻值变化，影响伏安曲线串联电阻