低功耗MCU的机遇
来源： 日期：2023-07-03 13:48:30
由于ULP MCU的主要应用是可穿戴技术，因此以极低的系统功耗处理边缘数据至关重要。能量收集减少了对可穿戴技术电池的能量需求，电池的能量有限，需要在电量耗尽后定期充电或更换。电池的废弃处理也存在挑战，因为电池所用的材料不易回收。ULP MCU能量收集器通过压电、电磁或摩擦电发电机捕获动（机械）能。
“压电”意为挤压或按压。动能压缩压电材料，产生电场。工程师根据预期的机械负载和电场密度选择材料，并平衡其功率贡献潜力与材料特性，这些特性会在电场存在时使材料变形。这些相互竞争的因素使设计人员能够优化能量收集器对反复增加主电池功率所做的贡献。一些估计表明，动力运动平均可为ULP MCU的主电源增加10mW。
另一种用于小型MCU的能量收集技术是电磁辐射。无线电、红外线、紫外线和微波通过空气携带辐射能。环境电磁波使磁场中的结构振动，通过特定尺寸的磁铁和气隙设计将机械振动能转换为电能。这种方法能为系统贡献大约0.3mW的收集功率。
ULP MCU的最终转换介质是摩擦电纳米发电机 (TENG)。该技术将[不同]材料应用于承受机械运动（如旋转、振动、摆动和膨胀/收缩）摩擦的表面。电极支撑这些材料，回收由材料摩擦产生的电荷不平衡（静电）所产生的能量。这种方法提供的补充功率是压电的十分之一，大约为1-1.5mW。
对于可穿戴技术和无线传感器网络，超低功耗MCU的日常应用大概消耗数十毫瓦的功率。锂离子电池是以合适的时长提供电力的绝佳选择。但电池在寒冷天气的敏感性和用户对延长电池寿命的需求推动着当前技术不断突破极限。通过压电、电磁辐射和摩擦电源收集机械能，可为电池提供高达10%的辅助寿命。
本文关键词：低功耗MCU,MCU
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