新一代微型能量收集技术登场

mems能量采集技术的应用-回复Mems能量采集技术的应用引言：随着电子设备的迅速普及和移动技术的快速发展，人们对电池续航能力的需求越来越高。

然而，传统电池的容量有限，无法满足长时间的使用需求。

为了解决这一问题，科学家们研究并提出了各种可用于替代或增强电池能力的技术。

其中，mems能量采集技术因其小巧、高效、可持续的特点，成为了目前研究热点之一。

本文将详细介绍mems能量采集技术的定义、原理以及当前主要应用领域，并展望其未来的发展趋势。

第一部分：mems能量采集技术的定义和原理1.1 mems能量采集技术的定义mems是微机电系统（microelectromechanical systems）的英文缩写，是一种通过微纳技术制造出的微型机器设备，包括传感器、执行器以及能量管理单元。

mems能量采集技术是利用这些微型设备，通过接收和转换环境中的能量，将其转化为电能用于供电的一种技术。

1.2 mems能量采集技术的原理mems能量采集技术的原理基于能量转换的概念，其过程可以分为能量源、能量传输和能量转换三个阶段。

能量源：mems能量采集技术可以利用环境中的各种能量源，如太阳能、振动能、温差能等。

这些能量源可以被mems设备收集和利用。

能量传输：能量传输是将收集到的能量从环境中传输到mems设备的过程。

这一步可以通过无线充电、电磁感应等方式来实现。

能量转换：一旦能量传输到mems设备，其内部的能量管理单元会将输入的能量进行转换和存储。

这可以通过将振动能转换为电能、将光能转换为电能等方式来实现。

第二部分：mems能量采集技术的应用领域2.1 物联网领域物联网是当今社会中一个持续快速发展的领域，mems能量采集技术在其中有着广阔的应用前景。

由于物联网设备的数量巨大且分布广泛，常规的电池更换和充电的方式变得异常困难。

而mems能量采集技术的小巧灵活特性使其能够轻易地嵌入到物联网设备中，利用环境能量为其供电，既提高了便携性，又减少了用户的维护成本。

一种毫微功耗的微弱能量收集电路设计作者：韩晓婧张子佑刘锋来源：《物联网技术》2016年第09期摘要：随着物联网的发展以及传感器的广泛使用，以电池为主的无线传感器供电方式因电池的固有缺陷而备受关注。

将环境中的微弱能量转化为电能可以实现无线传感器网络节点自供电。

文中设计了一种毫微功耗的微弱能量收集电路，实验结果表明，通过收集环境中的微弱能量能够取代电池或者利用收集的能量给电池充电，从而延长电池的寿命，以解决无线传感器网络节点的供电问题。

关键词：低功耗；无线传感器；能量收集电路；自供电中图分类号：TN712.5 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）09-0090-040 引言环境中的微弱能量非常微小，但随着电子技术和制造业的发展，传感器正常工作的功耗也越来越低，收集环境中的微弱能量完全能够满足传感器正常工作的需求。

通过对微弱能量的收集来取代电池或者将收集的电能为电池供电是解决传感器供电问题的一种有效途径。

在过去的几年间，物联网技术得到了高速发展，而电源技术的进步却小得多，电池在能量的存储密度上没有太大提高[1]。

传统的无线传感器依靠电池供电来工作并以无线方式发送其测试数据[2]。

这种供电方式的优点在于比较可靠，但缺点是传感器网络节点的使用时间长短取决于供电电池的寿命[3]。

因此，研究者希望能够实现传感器的自供电，利用环境中的微弱能量取代电池或延长电池的寿命[4，5]。

环境中微弱能量的收集由于具有收集方便、来源广泛等优点，得到了研究者的极大关注，成为国际上的研究热点之一[6，7]。

本文设计了一种毫微功耗的微弱能量收集电路，利用LTC3588-1、LT3464、TLV61225三种芯片作为核心电压变换电路；LTC4071芯片为核心的充电控制电路；TPL5100芯片为核心输出控制电路设计微弱能量收集电路，将收集到的电能存储到储能装置或者直接给负载供电。

将能量收集器接入电路，验证微弱能量收集电路将收集的电能储存在锂电池中的可行性以及电路自身的低功耗。

无线射频能量收集系统设计杨涛，刘兴，李健，周洋（国网江西省电力有限公司信息通信分公司，江西南昌330096）摘要：微型电子设备供电方式仍是以电池为主，更换电池带来的困难使这些设备无法长久运行，无线射频能量技术为低功率微电子设备的供电提供了一种新的方式。

文中设计了一套接收2.4GHz射频信号的射频能量收集系统，该系统主要由微型贴片天线、阻抗匹配电路、整流升压电路和存储电路构成，利用ADS仿真工具验证了系统设计的可行性，当负载电阻在100kΩ，输入功率在-10dBm-5dBm之间时，能量转换效率均在30%以上，可实现低功率微电子设备的持续供电。

关键词：射频能量收集；接收天线；阻抗匹配电路；整流升压电路中图分类号：TM461.3文献标志码：B文章编号：1006-348X（2021）04-0016-050引言随着无线通信技术的迅速发展，便携式和分布式无线设备应用越来越普及，如何为这些设备提供稳定可靠的电源正成为限制无线设备应用和普及的问题之一。

无线射频能量收集技术的发展为低功率无线设备的供电提供了一种新的方式。

无线射频能量收集系统既可以收集环境中的射频信号，也可以收集特定发射器产生的射频信号。

文献[1]设计了一种基于超宽带阿基米德螺旋天线和半波乘法器电路的射频能量收集系统，在0dBm的输入功率下得到了30%的整流效率，且得到的输出电压及功率均可满足低功耗设备的工作需求，但是仍然避免不了能量收集系统体积过大的问题。

文献[2]设计了一个以4-RF频带天线为接收天线的射频能量收集系统，该系统同时从GSM900（全球移动通信系统）、GSM1800、UMTS（全球移动通信系统）和WiFi频段获取能量，在4个射频波段均匀分布的10dBm累计输入功率下，能量转换效率为62%，在5.8dBm时达到84%，但是该系统的天线体积过大的问题仍然存在。

一些最近的非常先进的研究[3-6]，采用CMOS的方案进行射频能量收集系统的设计；文献[7]已经实现在输入功率1MW的情况下转换效率高达74%，通过从外部给所述电路供电，并在CMOS配置中使用自体偏置技术来改变阈值电压并更快地打开晶体管，然而，在整流电路中已经达到高效率的方案没有使用真正的无源配置。

集成电路技术的未来趋势未来集成电路技术的发展趋势近年来，随着科技的不断进步和社会的快速发展，集成电路技术作为信息技术的核心驱动力之一，也在不断演进和创新。

未来，集成电路技术将朝着多方面发展，包括集成度的提高、功耗的降低、尺寸的缩小、材料的创新、功能的多样化等，以下介绍一下未来集成电路技术的几个主要趋势。

首先，集成度的提高是未来集成电路技术的重要发展方向。

随着技术的进步，集成电路上的晶体管数量正以指数级的速度增长。

传统的CMOS技术逐渐无法满足需求，因此，将会有其他先进的技术被应用于集成电路制造中，如三维封装技术和超大规模集成（ULSI）技术。

这些技术可以在给定的芯片尺寸内集成更多的晶体管，提高集成度，进而增强计算能力和存储容量。

其次，功耗的降低是未来集成电路技术的关键挑战之一。

随着电子设备的普及和应用场景的多样化，对功耗的要求也越来越高。

未来发展的目标之一是降低集成电路的功耗，以延长电池续航时间或减少系统运行时的散热。

为此，研究人员正在努力寻找新的材料和技术，开发低功耗的晶体管结构、设计新的节能电路以及优化集成电路的架构等。

再次，尺寸的缩小是集成电路技术的另一个未来发展方向。

随着处理器制程工艺的不断进步，芯片上的晶体管尺寸可以进一步缩小。

目前，7纳米工艺已经商业化，并已经开始研发更先进的5纳米和3纳米工艺。

尺寸的缩小将带来许多好处，包括较高的性能、更低的功耗和更紧凑的设计。

但是，尺寸缩小也面临一些挑战，如材料缺陷、电子迁移和热散热问题等。

因此，未来的研究方向将集中在解决这些问题，以提高尺寸缩小所带来的各种优势。

另外，材料的创新也是未来集成电路技术发展的一个重要方向。

目前，硅仍然是最常用的材料之一，但是随着尺寸的缩小和功耗的降低要求的增加，人们开始寻找更好更先进的材料。

例如，石墨烯是一种非常有潜力的材料，具有优异的导电性、热导性和机械性能。

此外，硅光子学技术也是一个非常有前景的领域，可以将光学和电子结合起来，实现高速通信和能量传输。

压电能量收集技术的研究现状与发展趋势
徐诗友;吴晟霖;庞珊;王如意
【期刊名称】《微纳电子技术》
【年(卷),期】2024(61)2
【摘要】综述了压电能量收集技术的国内外发展现状,从压电材料、机械结构和电路设计等方面的研究动态和进展进行了分类和阐述。

重点分析了压电能量收集装置机械结构的优化方法,并对基于上变频转换法、多模态法、频率调谐法、多方向振动能量收集法和非线性法等不同种类机械结构优化方法的能量收集器的优缺点进行了对比。

此外,还分析了数字开关控制电路和芯片集成控制电路在电路设计方面的优化方案。

最后,结合目前压电能量收集技术存在的问题,在压电材料性能的提升、能量收集器机械结构的优化、能量收集器电路结构的优化以及混合能量高效收集等四个方面的技术创新点的基础上,对压电能量收集技术未来的发展趋势和发展重点进行了展望。

【总页数】18页(P36-53)
【作者】徐诗友;吴晟霖;庞珊;王如意
【作者单位】广州理工学院智能制造与电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM619
【相关文献】
1.微型压电能量收集器的研究现状和发展趋势
2.压电振动能量收集装置研究现状及发展趋势
3.射频能量收集技术研究现状及未来发展趋势
4.压电式人体能量收集技术的研究现状
5.人体能量采集与存储研究科技现状及未来发展趋势——评《能量收集技术》
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

电源与节能技术5G基站绿色电源解决方案设计与实现王瑞东，庞彬（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏基站建设数量和密度的增加，使基站电源容量需求不断激增。

为有效解决于复杂、建设空间相对有限缺陷问题，基于能量收集技术探讨了5G基站一体化智慧电源柜的设计方案等基站一体化智慧电源柜的设计特色，总结其方案功能实现结果。

基站；模块化设计；绿色电源；能量收集技术Design and Implementation of Green Power Solution for 5G Base Station Based onEnergy Harvesting TechnologyWANG Ruidong, PANG Bin(China Infomation Consulting&Designing Institute Co ,Ltd. Nanjing,Abstract: The increase in the number and density of domestic 5G base station construction has led to a continuous surge in base station power capacity demand. In order to effectively solve theis too complex, the construction space is relatively limited defects, the article based on energy harvesting technology to够显著减少基站运行的温室气体排放，为构建低碳经其次，采用绿色电源能够降低基站的运行成本。

相比传统的燃料发电机，太阳能和风能等可再生能源的使用成本更低。

同时，绿色电源系统的维护成本较低，且能源供应稳定可靠，通过使用绿色电源，电信基站绿色电源应用有助于推动可持续城市发展。

“微”能量采集的“大”用途超大规模的物联网市场带动了对于传感器应用的巨大需求，这些无线传感节点（WSN）需要完成数据的采集、存储和传输。

随着IoT应用遍地开花，越来越多的WSN将投入使用。

由此也产生了一系列问题：什么样的WSN能够满足IoT未来的发展需求？在强调节能环保的今天，如何实现系统的低功耗运行？WSN带动微能量采集技术大规模应用根据On World 2014年的市场调查，WSN器件将从2015年的50亿个增长到2020年的500亿个以上。

它们与互联网上的服务器进行通信，它们负责监测楼宇、设备或环境状态，并将监测数据上传，在整个IoT应用中的作用举足轻重。

那么，何谓成功的WSN系统？首先要解决供电问题。

采用电力线供电成本昂贵，且随着WSN节点的增多，铺设太多的线路也变得不切实际；如果采用电池供电，就需要定期更换电池，人工成本很高，且在很多应用场合，电池供电也存在一定的安全隐患。

基于这两方面限制，有些设计开始采用光伏板为WSN供电，从而实现低功耗的能量收集系统（EHS）。

但是，有些WSN的设置场所有尺寸限制，制约了光伏板面积和输出功率；而有些WSN的设置地点得不到足够的光能，因此制约了向EHS负载的供电功率以及能量收集PMIC的启动。

正是这两方面限制因素，使得微能量采集技术焕发出了全新的魅力，它可以使WSN具备自我供电能力，且能被安置在任何地方场所，寿命长达十年以上，能够保证部署和维护成本的最小化。

如何设计一款优秀的能量收集供电WSN？设计一款优秀的能量收集供电WSN面临哪些技术挑战？它需要高度的模拟技术，昂贵的低静态电流模拟芯片，并且需要非常仔细地设计能量收集、转换以及存储，计算随时变化的EHS负载，要求灵活的低功耗芯片去执行EHS负载的传感、处理以及通信功能。

赛普拉斯（Cypress）半导体最近推出了一系列单芯片能量收集电源管理集成电路（PMIC），可用于IoT中太阳能供电的微小无线传感器。

国外新型电池技术概述信息中心赵洋摘要：电池的应用已有100多年的历史，在人类生产和生活中，发挥了重要的作用。

虽然传统电池（如干电池、蓄电池等）的性能在不断提高，但是仍然不能满足科学技术发展的需要，因此，近年来国外新型电池不断涌现，本文旨在介绍各国在此领域的新进展。

关键词：超薄电池、大容量电池、清洁电池一、新型超薄电池超薄电池，顾名思义就是厚度非常薄的电池。

这种新型电池具有重量轻、体积小、使用灵活等特点，现在出现的各种纸电池都是采用了纳米技术。

超薄电池的出现，解决了众多微小型设备的供电问题，所以非常值得研究，各国在此领域的研发力度也非常大。

1.欧洲小型太阳能电池2007年，一个欧洲研究团体于宣布，他们找到一条可将新型聚合物电池与有机薄膜太阳能电池合二为一的途径，这种电池在室外或室内有阳光照射下的地方可自动充电。

它不但非常薄，而且非常柔软足以与很多低功耗电子设备，如平直但可弯曲的智能卡和曲线型手机合为一体[1]。

这个研究成果是欧洲聚合物太阳能电池项目通过三年时间完成的，有五个欧洲国家的研究人员参与了此项研究，有关此技术的论文刊登在《太阳能》（Solar Energy）杂志在线版。

这种太阳能电池原型产品的重量只有2克，厚度不到1毫米。

根据该论文，这种设备的出现意味着电池可依靠光的强度自动充电，一直保持适宜的电压。

丹勒称，单个电池单元可提供约0.6瓦的电力，通过将连续连接的电池单元条组成一个模块，每个单元都可增加电力以满足设备的需求。

原型产品中的太阳能电池使用的是Konarka公司开发的技术，基于的是导电聚合物和Fullerene的混合物。

这种电池单元可按照不同的形状生产出来，可在滚动设备和低温条件下印制，为低成本、大批量的生产提供了可能。

2. 美国伦斯勒理工学院“纸电池”美国伦斯勒理工学院于2007年8月发明出一种纸电池，这种电池可以随意弯曲，并且能够生物降解。

美国伦斯勒理工学院罗伯特·林哈特教授解释其原理时表示：“它本质上就是一张普通的纸，但却是通过非常智能的方式把碳纳米管（作为电极）嵌入纸中制成的，然后再把电解液渗入纸中，最终结果就是一种看起来、摸起来以及从重量上都与纸一样的设备。

电磁能量收集技术现状及发展趋势一、本文概述随着科技的飞速发展，能源问题已成为全球关注的焦点。

电磁能量收集技术，作为一种新型能源利用方式，近年来受到了广泛的关注和研究。

本文旨在全面概述电磁能量收集技术的当前发展状况，并探讨其未来的发展趋势。

我们将首先介绍电磁能量收集技术的基本原理和分类，然后详细分析各类电磁能量收集技术的优缺点，接着探讨其在实际应用中的挑战和前景，最后对电磁能量收集技术的发展趋势进行预测和展望。

通过本文的阐述，希望能为相关领域的研究者和从业者提供有价值的参考信息，推动电磁能量收集技术的进一步发展。

二、电磁能量收集技术基础电磁能量收集技术，也称为电磁能捕获或电磁能转换技术，是一种将环境中的电磁能转化为电能的技术。

其基础主要依赖于电磁感应和压电效应两种物理现象。

电磁感应是指当一个导体在变化的磁场中运动时，会在导体中产生电动势，从而产生电流。

而压电效应则是指某些材料在受到机械压力时，会产生电荷分离，从而产生电能。

电磁能量收集技术主要包括电磁振动能量收集、射频能量收集、静电能量收集等几种类型。

电磁振动能量收集主要利用环境中的机械振动转化为电能，例如利用桥梁、建筑物等基础设施的振动进行能量收集。

射频能量收集则是利用无线电波（如Wi-Fi、蜂窝网络等）中的射频能量进行收集，这种技术对于低功耗设备的无线供电具有重要意义。

静电能量收集则主要利用环境中的静电场进行能量收集，例如通过摩擦起电等方式。

电磁能量收集技术的核心在于能量转换效率，即能够将多少比例的环境电磁能转化为可用的电能。

电磁能量收集器的尺寸、重量、成本以及环境适应性等因素也是影响其应用的重要因素。

目前，电磁能量收集技术已经取得了显著的进展，尤其在微纳能源、物联网和可穿戴设备等领域的应用前景广阔。

随着科技的发展，电磁能量收集技术将会在能源转换、节能减排和环境保护等方面发挥更大的作用。

三、电磁能量收集技术的现状分析电磁能量收集技术，作为一种将环境中的电磁能转化为电能的技术，近年来得到了广泛的关注和研究。

振动能量回收技术的研究现状及应用近年来，振动能量回收技术在各行各业的应用越来越广泛，得到了越来越多人的重视。

振动能量回收技术是指利用机械振动产生的能量，将其回收并转换成电能或其他有用能量的技术。

本文将介绍振动能量回收技术的研究现状及应用。

一、振动能量回收技术的原理振动能量回收技术的原理是将机械振动产生的能量转换成电能或其他有用能量。

机械振动可以通过惯性、压电、磁致伸缩等方式转换成电能，也可以通过压缩空气、液体或气体等方式转换成其他有用能量，如液体动力、压缩空气动力等。

二、振动能量回收技术的研究现状目前，振动能量回收技术已经有了一定的研究成果。

尤其是在振动发电方面的研究，已有一些商业化的产品问世。

1、压电振动能量回收技术压电振动能量回收技术是将机械振动转换成电能的一种方式，它利用压电材料的特性，通过其产生的电荷来转换机械振动能量。

目前，国内外已经有压电振动发电产品问世，包括运动手环、自行车灯等。

2、压缩空气振动能量回收技术压缩空气振动能量回收技术是将机械振动转换成压缩空气动力的一种方式。

它利用机械振动压缩空气的特性，将其转换成压缩空气动力。

压缩空气振动发电技术和气动振动发电技术是该技术的两种典型应用。

3、液体振动能量回收技术液体振动能量回收技术是将机械振动转换成液体动力的一种方式。

它利用机械振动使液体流动的特性，将其转换成液体动力。

液体振动发电技术和水力振动发电技术是该技术的两种典型应用。

三、振动能量回收技术的应用振动能量回收技术的应用非常广泛，包括航天、电力、通讯、交通、医疗等各个领域。

以下是该技术的几个应用案例。

1、交通领域在交通领域，振动能量回收技术主要应用于公路、铁路等交通设施的能量回收。

例如，利用道路废气、车辆振动等能源，制造发电设备从而回收能源。

又如，在火车或地铁等交通工具发出的颠簸中，可以利用压电振动模块，将其中的能量转换成电能，然后通过储存和使用电池和超级电容器来提供电力。

2、医疗领域在医疗领域，振动能量回收技术可以应用于人体节律器。