【原创】2021

目录

1. 前言

2. 能量收集（Energy Harvest）的简介

2.1 什么是Energy Harvest

2.2 Energy Harvest用在什么地方

2.3 Energy Harvest的参考方案有哪些

        4月份太忙了， 4月份的博客又拖到5月1日才开始写。想了想，我比较熟悉各种物联网低功耗设备的设计，那这期就写写Energy Harvest吧。         还记得大约十年前第一次接触到Energy Harvest这个概念，当时我还在霍尼韦尔从事各种物联网无线协议栈及低功耗产品的技术开发工作。记得有公司向我展示两款产品，一款产品是Linear的一颗应用于能量收集的电源芯片，可以收集诸如太阳能一类的微弱能量，将其存储到超级电容中，同时也能另接一块备用电池，以保证持续稳定的供电。另一款产品则是一个完全不用电池的无线开关套件，利用按压开关产生的微弱能量将无线信号发射出去控制电器（这里面其实还有一个特别的无线协议，EnOcean，打算下个月再说说）。

        “百度一下，你就知道了！”。用我自己的话讲，我更喜欢翻译成“能量收割”，意思是像收割机一样，收割环境中的微弱能量信号。我觉得，只有能够利用周边环境中微弱能量的产品，才配得上Energy Harvest这个词语。举几个例子吧：

        Energy Harvest主要就是用于各种电池供电的低功耗无线传感器。通常这种传感器能用一到两节非充电电池供电一年半载，甚至做得好的产品，可以几年才换一次电池。这些传感器为了省电，通常都在睡眠状态，甚至是掉电状态，只有当被外部事件触发或者定时唤醒时，才正常工作一小段时间（通常是毫秒级别）。Energy Harvest在这种传感器中能有效的增加电池使用寿命（用个时髦的词语“增程式”），或者甚至可以完全替代掉电池（这其实应该是Energy Harvest的最终目标）。

        Energy Harvest的难点主要在于能量来源很微弱，并且很不稳定，加之无线低功耗设备无线信号发射瞬间的峰值电流至少有十几个mA（很多设备为了增加通信距离，加了PA，发射时峰值电流更是可以高达100mA以上），因此要特别注意满足电路的待机功耗和峰值功耗。我找了一下，目前Energy Harvest芯片与设计方案大致有下面这些：

        1. Linear（现已被ADI公司收购）的LTC3588-1。            这款芯片提供了Energy Harvest的集成解决方案。有许多参考设计，能适用于不同的能量源，比如压电陶瓷、太阳能电池、热电能。

        2. Silicon Labs ENERGY-HARVEST-RD，这个是Silicon Lib的一款开发套件，是一款使用太阳能电池的低功耗无线节点。

        3. Cymbet公司提供的几款开发套件，主要利用Energy Harvest显著提升电池寿命           https://www.cymbet.com/industry-solutions/energy-harvesting-storage/

        4. EnOcean提供了几款采用Energy Harvest的无线模组           https://www.enocean.com/en/technology/energy-harvesting/

        5. TI也有一些文档和设计方案，例如使用bq25570 Battery Charger设计Energy Harvest系统。

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