物聯網具有提高效率、提高安全性以及實現全新的商業模式的潛力，幾乎適用于生活或行業的任何方面，隨著AI技術和傳感器技術的進步，智能物聯網正迎來爆發的態勢。例如，為了可靠和高效地運行一個工業工廠，它有助于擁有盡可能多的監測(或控制)點，更多的傳感器意味著更好的監控。
然而，正是因為物聯網無處不在的特性，也給工程師部署帶來諸多難題，其中電源供電這項看起來非常簡單的任務，有時候裝置既不能獲得直接電源，拉線或更換電池也不切實際。即使使用長壽命電池，最終也需要更換電池，進行現場維護。供電問題如何有效解決，成為難題。
近年來，隨著超低功耗電源管理技術以及能量采集傳感技術的進步，能量采集這種“無能耗供電”模式開始成為重要選項。能量采集(或稱為功率采集或能量提取)允許電子裝置在無法獲得常規電源的場合正常工作，無需拉線或更換電池，這正在成為賦能物聯網的關鍵技術。
無處不在的“無能耗供電”能量采集場景
在大量的物聯網應用對能源的需求其實非常低，一節紐扣電池甚至就可以工作幾個月甚至幾年，然而這種非可持續供電的能源終究會帶來很多問題，除了廢舊電池帶來的環境危害，在很多應用場景來說更換電池可能面臨昂貴的維護成本：例如森林防火監測、橋梁監測、化工廠的罐體監測，甚至像高壓電力線這樣一個電能輸送通道中我們一樣需要討論設備供電問題。
這些獨特的應用場景為能量采集供電提供了獨特的價值。盡管能量采集所利用的是“免費能源”，但能源費用并不是促進大多數應用的誘因。之所以采用現代化能量采集是因為可以避免在無法觸及的區域鋪設電線，或者頻繁更換電池。一言以蔽之，能量采集系統使用更方便，能夠降低眾多應用的成本。
能量采集是把非常規能源用于電路供電，微小的能量被轉換成電能并儲存在耐用的儲能單元，例如電容、超級電容或微能量電池。能量采集系統通常包括功率管理、儲能裝置保護等電路，可選擇采集的能源包括光(由光伏電池捕獲)、振動或壓力(由壓電元件捕獲)、溫差(由熱電發生器捕獲)、無線電能量(射頻)，甚至生化產生的能量，例如從血糖提取能量的細胞。
能量采集方案需要電子電路的支持。考慮到以下設計挑戰，如果系統不具備常規的供電條件，則需要將能量儲存在電池、超級電容或微能量電池中。此外，由于能源的多樣性，系統必須對其進行轉換、調節和控制。另外，還需要適當的保護電路和儲能單元，避免受過高壓或功率尖峰的影響。由于能源提供的能量通常非常微弱，電子設備必須具有很高的工作效率。
由能量采集供電的遠端設備必須非?？煽?，因為即使進行一次現場維護也將完全毀滅遠端控制的優勢。最后，遠端系統往往工作在惡劣環境，容易受環境/溫度條件波動的影響。任何能量采集系統必須能夠勝任這樣的條件并正常工作。
極低功耗、極低采集啟動門檻的能量采集方案ADP5091/92
該方案用到ADI能量采集解決方案芯片ADP5091/92，這是一款nA級極低自身功耗的方案，而且具有極低的能量采集啟動門檻(380mV冷啟動，80mV~3.3V能量輸入)，此外還具有最大功率點跟蹤、多電源控制(3個電源輸入和2個電源輸出)、價格合理和設計簡便的能量采集芯片，專門用于能量采集的電源管理芯片，可以用于多種能量源的采集，像太陽能、電磁能(電流互感器)、溫差熱能、壓電、靜電電荷等。廣泛用于可穿戴設備、智能傳感器、物聯網應用等。
高度集成的解決方案對于緊湊型布局極其有利，可減少設計復雜性，且業界領先的超低功耗性能可完整覆蓋從ADC轉換到處理器處理和無線通信的整個系統信號鏈。ADP5091大大地簡化了原有的方案，并在能量采集效率、電源管理、成本控制上都有了明顯的優化。下圖是ADP5091/92多種去點場景下的應用功能框圖。
基于MAX17710能量采集方案
MAX17710能量采集充電器和保護器是新一代電源管理IC，用于“采集”各種能源產生的能量。MAX17710提供能量采集和電源管理，有效保護、管理儲存在微能量電池中的能量。像我們常見的微能量電池，尺寸只有郵票大小的超薄電池使用非常靈活方便，而且具有優異的充電效率、重復使用壽命和功效。并且具有極低的自放電率，能夠存放數十年。實際上，正是這兩種器件的結合使得能量采集變為現實。
MAX17710集成升壓穩壓器，能夠從低至800mV的電壓進行升壓充電。只要配合低廉的外部元件，即可對MEC進行充電，并采集1μW至100mW的能量。為了保護MEC，MAX17710能夠處理高于MEC電壓的輸入，對其進行穩壓或分流過大功率。超低靜態電流、低壓差線性穩壓器(LDO)提供可選的輸出電壓：3.3V、2.3V或1.8V，防止潛在的MEC過放電。這也允許MAX17710適應各種負載，因為只有外部能源將MEC電壓升至安全范圍后，才解除欠壓保護狀態。另一項考慮是極端溫度。極低溫度下，任何電池的特性阻抗都會增大，限制能夠提供的負載電流。MAX17710集成了一項特有功能，通過管理外部儲存電容提供較高的脈沖電流。
