微能量收集技术——实现物联网传感器免维护

市场分析机构Gartner预测，到2020年，全球物联网装置数量将攀升至250亿个，与2009年相比，整体规模增长达30倍，带来的产业边际收益高达3090亿美元。这一电子领域的“Next Big Thing”，引发了众多半导体厂商的关注，一场激烈的竞争在这些厂商间悄然展开。

物联网竞争的核心在于元器件的竞争。毕竟，只有性能出众的元器件，才能为打造新时代的“爆品”创造条件。从物联网产品的属性来看，最基础的元器件竞争主要体现在传感和能耗方面。只有产品能够更敏锐地感知外部世界，同时拥有足够长的续航时间，物联网实现万物互联才具有实际价值。

中国厂商米德方格的微光充电系列，为物联网供电提供了理想的解决方案。对于物联网发展来说，延长无线传感器的使用寿命至关重要。目前，全球有1 - 2亿个传感器节点，主要采用干电池供电。但到2020年，无线传感器节点数量将大幅增加至50亿个。若继续沿用干电池供电方式，电池更换带来的资源浪费、环境污染，以及人工换电池的维护成本等问题将十分突出，这些支出相当可观。

因此，如何让无线传感器实现低成本且长期的供电，成为开发者亟待解决的首要问题。物联网旨在将所有产品联网，实际应用中会涉及多种场景，如交通、桥梁监测、湖海河流监测，以及楼宇、烟囱等智能家居、智能楼宇场景。若在这些地方安装传感器后，还需进行换电池等维护工作，产生的成本无疑会极为高昂。

为解决这些问题，米德方格推出了微光充电系列微能量收集解决方案。能量收集，简单来说，就是将环境中的能量收集起来，并应用于电力、无线传感器节点和RF技术。具体操作时，需要先有一个能量收集器件，例如利用太阳能面板收集光能，通过该面板收集动能，再借助电源管理芯片将不稳定的能量转换为稳定的能量，存储在电容等储能器件中，最后由储能器件为系统供电。

虽然能量收集技术看起来并不复杂，但在实际实施过程中，需要考虑诸多因素。以常见的太阳能为例，收集太阳能并非简单地连接太阳能面板，还需要考虑存储计算和稳压过程。同时，在这些转换过程中，需要使用非常特殊且低功耗的芯片。米德方格的微能量收集芯片MF9006、MF9005，正是符合此类需求的芯片。其一，支持冷启动，在400mV/280mV的条件下即可冷启动，这意味着在灯光环境下也能正常使用；其二，具备超低功耗，静态功耗仅为580nA；其三，集成度非常高，无需外围搭配任何电源方面的芯片。