BOLT Power Cell 采用凌力尔特的 LTC3588-1 压电式能量收集转换芯片给 Dust Networks 微尘供电

MicroGen Systems 公司 (下称“MicroGen”) 振动能量收集 BOLT Power Cell (见图 1) 实现了一款实时无线传感器网络 (WSN)，其采用凌

力尔特 (Linear Technology) 公司的 Dust Networks LTC5800-IPM SmartMesh IP 片内微尘。凌力尔特微尘由 MicroGen 的压电式微机电系

统 (压电式 MEMS) 振动能量收集器或微功率发电机 (MPG) 技术进行供电。

图 1：图中所示为基于 MicroGen 压电 MEMS 的微功率 AC 发电机，Power Cell  (9V 电池外形) 具有 3.3V DC 输出，以及采用一个超级电

容器或一个可再充电电池 (可使用固态电池或锂离子币形电池) 的插入式 Energy Cell 以提供附加的储能容量。

凌力尔特 WSN 包括 4 个微尘，并采用了高效功率受控型通信的 WSN 软件。自供电式微尘由设定在 120Hz 典型工业振动级和 0.2g (g =

9.8 m/s2) 加速度 G 级的电子振动器使能。MicroGen 把这种由振动提供电能的微尘摆放在凌力尔特的展台和 X-FAB MEMS Foundry 的展台

。这些微尘距离 MicroGen 的展台大约 20~30 米。这是由一家商业公司完成首个全采用 MEMS 能量收集进行供电的 WSN。

在 MicroGen 公司 BOLT Power Cell 的内部是一个小型半导体 MEMS 芯片，其采用类似于计算机芯片行业的工艺进行制造。该芯片是一个面

积约为 1.0cm2 的压电式 MEMS MPG，其包括一个含有压电式薄膜的末端质量加载微悬臂。当 MPG 的悬臂由于外部振动力的原因而上下弯曲

时，将产生交流 (AC) 电。在谐振时 AC 功率输出达到最大，此时其大约为 100μW (在 120Hz 和 ≥ 0.1g) 和 900μW (在 600Hz 和

≥0.5g)。

采用凌力尔特的 LTC3588-1 压电式能量收集 AC 至 DC 转换器时，可将 AC 高效地转换为 DC。在采集了能量之后，将其暂时存储在一个

300μF 的电容器中。Power Cell 的功率输出范围介于 25μW 至 500μW 之间 (在 3.3V DC 电压下)，具体数值取决于配置和频率。BOLT

Power Cell 可用来实现许多不同制造商的无线传感器微尘。

最低限度，BOLT Power Cell 就是一个电池替换部件，其采用了振动能量，而不是利用对环境有害的材料所产生之化学能源。目的是免除

WSN 工业和建筑应用中的主电池或可再充电电池，或延长这些电池的寿命，在此类应用中，若要在安装好的WSN 中以人工方式频繁更换电池

，这非常耗费成本。Power Cell 将在介于 100Hz 至 1500Hz 的 50 / 60Hz 谐波下提供。MicroGen 的 MPG 和 Power Cell 对于低加速度的

G 级是非常敏感的。在某一特定的工业特征频率下，当 G 级 <0.1~0.5g (取决于频率) 时 Power Cell 将使能附接的 WS 微尘。在量产的情

况下，MPG 和 Power Cell 的生产成本估计分别为 0.50 美元和 1.00 美元左右。

MicroGen 在 6 月的传感器博览会上推出了它们的 BOLT 产品线。MicroGen 计划于 2013 年夏季末宣布其产品的供货情况。最初，MicroGen

将提供 100Hz、120Hz 和 600Hz 的 MPG 和 BOLT Power Cell。如需获得额外的能量存储容量，则可利用 (a) 22mF Panasoic 超级电容器、

(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固态电池、以及 (c) 7.0mA-hr Panasonic 可再充电币形电池来提供插入式 BOLT Energy Cell。请登录