低功耗MCU的機遇
來源： 日期：2023-07-03 13:48:30
由于ULP MCU的主要應(yīng)用是可穿戴技術(shù)，因此以極低的系統(tǒng)功耗處理邊緣數(shù)據(jù)至關(guān)重要。能量收集減少了對可穿戴技術(shù)電池的能量需求，電池的能量有限，需要在電量耗盡后定期充電或更換。電池的廢棄處理也存在挑戰(zhàn)，因為電池所用的材料不易回收。ULP MCU能量收集器通過壓電、電磁或摩擦電發(fā)電機捕獲動（機械）能。
“壓電”意為擠壓或按壓。動能壓縮壓電材料，產(chǎn)生電場。工程師根據(jù)預(yù)期的機械負(fù)載和電場密度選擇材料，并平衡其功率貢獻(xiàn)潛力與材料特性，這些特性會在電場存在時使材料變形。這些相互競爭的因素使設(shè)計人員能夠優(yōu)化能量收集器對反復(fù)增加主電池功率所做的貢獻(xiàn)。一些估計表明，動力運動平均可為ULP MCU的主電源增加10mW。
另一種用于小型MCU的能量收集技術(shù)是電磁輻射。無線電、紅外線、紫外線和微波通過空氣攜帶輻射能。環(huán)境電磁波使磁場中的結(jié)構(gòu)振動，通過特定尺寸的磁鐵和氣隙設(shè)計將機械振動能轉(zhuǎn)換為電能。這種方法能為系統(tǒng)貢獻(xiàn)大約0.3mW的收集功率。
ULP MCU的最終轉(zhuǎn)換介質(zhì)是摩擦電納米發(fā)電機 (TENG)。該技術(shù)將[不同]材料應(yīng)用于承受機械運動（如旋轉(zhuǎn)、振動、擺動和膨脹/收縮）摩擦的表面。電極支撐這些材料，回收由材料摩擦產(chǎn)生的電荷不平衡（靜電）所產(chǎn)生的能量。這種方法提供的補充功率是壓電的十分之一，大約為1-1.5mW。
對于可穿戴技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，超低功耗MCU的日常應(yīng)用大概消耗數(shù)十毫瓦的功率。鋰離子電池是以合適的時長提供電力的絕佳選擇。但電池在寒冷天氣的敏感性和用戶對延長電池壽命的需求推動著當(dāng)前技術(shù)不斷突破極限。通過壓電、電磁輻射和摩擦電源收集機械能，可為電池提供高達(dá)10%的輔助壽命。
本文關(guān)鍵詞：低功耗MCU,MCU
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