能量采集系统的电源管理选择策略

　　在过去几年中，许多公司都在努力开发‘永不断电’的免电池供电系统，这些系统可以利用环境能量进行作业。开发这种系统所需的关键积体电路（IC）是超低功耗微处理器、射频电路和电源管理IC （PMIC）。

　　虽然业界在低功耗微处理器和射频电路领域中已经取得了相当大的进步，但适合能量採集应用的PMIC最近几年才开始投入市场。本文首先简要介绍一些可用的环境能源，然后详细讨论为这些能源选择PMIC时需要考虑的因素。

　　环境能源从广义上可以分成直流（DC）电源和交流（AC）电源。DC电源主要从随时间缓慢变化的能源採集能量，例如，分别使用太阳能电池板和热电式发电机的光强度和热梯度，这些採集器的输出电压不必再进行整流。

　　AC採集器主要使用压电材料、电磁产生器和整流天线，从振动和射频能源採集能量。这些能量採集器的输出，在用来为系统供电之前必须先整流为DC电压。本文只讨论DC能量採集器，因为与AC採集器相较，使用这些DC能源的能量採集器更容易大量实现。

　　图1显示能量採集系统的常见架构。整个系统由环境能源、能量缓衝器（超级电容器/电池）、PMIC和系统负载组成。由于来自能源的可用能量取决于随时间变化的环境条件，因此这些能量要在可用时被撷取出来，并储存在能量缓衝器中。

　　图1：典型的能量采集系统架构图。