能量获取技术:低碳时代的一个现实解决方案

随着电子电路目前已进入采用微瓦能量进行供电的时代，与之相对应的能量获取技术开始得到重视并进入一些半导体公司的发展规划之中。

能量获取技术不同于传统的供电方式，其源自于“免费”能源，包括热量（热电、温差电堆）、振动或应变（压电体）、光线（光电）、运动（线圈、磁体）等，用于给系统中的电池进行充电或补充，甚至完全替代电池。

在发达国家，38%的电能消耗在建筑物上，高于运输业和工业，其中21%为住宅，办公楼为17%，采用楼宇自动控制系统有望实现节能30%。具体的应用在于可自供电、双向通信工作的温控器、窗控器等。

MCU和无线收发器的超低功耗技术已相当成熟，使得控制器采用自供电方式成为现实，控制器的周边环境成为获取能源的源，包括前面提及的热量、电磁等。

在传统的解决方案中，能量获取和管理采用了复杂、低性能的分立解决方案，最大的问题是消耗的能源甚至要高于其能够从周边环境中获得的能源。

一些半导体制造商在这个领域开始取得突破。下面给出两个具体的例子：

凌力尔特公司的LTC3108采用了谐振升压技术实现了能够将低至20mV的输入电压提升至可为其它设备供电的电压，包括2.35V，3.3V，4.1V和5V。其通过采用一个外置的标准升压变压器（在20mV输入时的线圈匝数推荐为1：100）和耦合电容，配合3108内部的一个耗尽型MOSFET，实现在20mV输入情况下的启动和能量获取。一旦升压程序建立完毕，即开始提供稳定的输出电压。

LTC3588-1则是通过采用压电变换器产生能量的一个完整能量获取解决方案：在输入稳定电流为950nA时可以提升100mA的输出电流。

能量获取和相对应的能量管理技术正进入倍受关注和快速发展的阶段。这不仅创造了半导体领域的一个新的研发热点，同时也将成为低碳环境下的亮点应用。