环境发电|《无人离职的公司》连载第21期

原创 硅谷硅事 2023-06-08 04:18
第六章

凌特的下一个目标:环境发电
"

高效率、低功耗集成电路的出现,才预示能量收集开始进入实用阶段。

"


6.1 在我们周围的环境中收集微量能量


在过去的几年里,凌特积极参与能源收集领域的技术和市场开发等活动。
能源收集是一种收集和利用我们周围环境中存在的微量能量的技术,这些能量的来源包括振动、光、热和电磁波。有效利用通常被丢弃的极少量能源这一概念已成为人们关注的主要焦点。“2010年能源收集相关设备市场规模为6.05亿美元,到2020年将扩大到44亿美元”(IDTechExLtd.,英国)。“2009年的市场规模为7950万美元,目前正以73.6%的速度增长,2014年将达到12.54亿美元”(美国创新研究和产品公司)。能源收集,也被称为环境发电,可以方便地在各种地方产生能源。然而,由此获得的电量是非常微小的。

在大多数情况下,单个发电设备只能产生微瓦量级的能量。如果安装在智能手机上,这种设备将“无法产生足够的能量使手机免于充电”。
虽然能源收集技术的发电量很小,但市场的增长预期却很高,这源于它极高的便利性。能量收集的主要优点是,采用这种机制的设备将不再需要麻烦的、昂贵的步骤,如更换、连接主要电池以及电池相关的维护。从某种意义上说,与“低功率”不同,该技术将实现“零功率”。

图6.1:随时随地利用能源
凌特成立30年来收购的第一家公司。公司收购的尘埃网络公司擅长无线传感器网络技术。
能源收集是一种能收集少量未使用的能源并能有效利用的技术。能源来源包括振动、光、热和电磁波。
来源:玲子Kusumotoi

由于控制信号是无线交换的,因此不需要为开关重新布线。例如,像是在博物馆这样的机构中,展品的布局经常更换,所需电缆的布线一直是主要负担。这便是一种能体现无需布线的能源收集价值的场景。

6.2 外围元件的改变


能量收集系统的典型结构组成如下:


(1)首先,找到能源并产生能量,
(2)收集的能源通过电源电路进行转换,储存在电容器或可充电电池等装置中,
(3)累积的电能激活设备,如微控制器、传感器等。以及,
(4)传感器获取的信息通过无线信号收发方式传输到外部设备。


据了解,如果购买5万台将1 ~ 4功能结合在一起的产品,则单价约为12美元。

能量收集的设想已经存在有一段时间,也有悠久的研究历史。最近,实现这一设想的重大进展来自于那些应用发电设备的外围组件的进步。这些组件对应于上面步骤2-4中描述的功能。相对应的,能源收集设备的使用范围也增加了。

外围组件的进步是电源电路等设备功耗大幅降低的结果,包括提高发电使用效率的电源电路,用于信号收发的无线IC、微控制器和传感器。在此之前,发电设备费力收集的电能几乎完全被这些外围组件消耗,无法提供更多的电能用于实现所需的功能。而高效率、低功耗集成电路的出现,才预示能量收集开始进入实用阶段。

6.3 采访罗伯特·斯旺森关于他对环境发电的预期

凌特的电源集成电路在能源收集市场的发展中扮演着重要的角色。现在让我们来看看该公司创始人斯旺森在接受我们采访时概述的重视环境发电领域的原因。凌特似乎是一家正在脱离消费品市场的公司,它在面向工业设备市场发展的过程中,把能源收集作为一个关键的技术和市场。

Q你能介绍一下你们在能源收集领域的投资背景吗?

A自公司成立以来,我们一直在应对新领域的挑战。能源收集是我们最近涉足的领域之一。回顾过去10年,我们在互联网、PoE(以太网供电)、3G、导航、电动汽车(EV)、数字电源和小型电源模块等领域开发模拟技术。而现在,我们正在应对的下一个领域是能源收集。

目前,能源收集市场还没有起步。我们希望通过利用模拟技术在能源收集领域实现突破,我们将能够创造新的市场。能量收集的过程包括从温差、阳光、湿度和电磁波等来源获取能量,并利用这些能量操作微控制器,以及通过无线传输相关数据。虽然这个流程需要模拟电路,但这方面还没有被充分的研究。模拟电路成了构建最优系统的缺失环节。

电压转换电路就是一个很好的例子。例如,利用温差发电获得的电压非常小,电压值不超过10mV至20mV。因为使用如此低的电压操作微控制器和无线传输数据非常困难,所以需要使用升压电路来增加电压。虽然像微控制器这样的器件可以通过极小的电源电流来驱动,但这些器件需要电压足够高才能实现操作。同时,电压转换电路必须是高效率的。这是因为产生的电量很小。这就是先进模拟技术派上用场的地方。

我们开发了一种用于温差发电的DC/DC转换器IC。从发电元件获得的20mV小电压可以高效地提高到2.5V或3V。此外,包括这个用于使用电压元件的发电应用的IC,我们现在有四到五款用于能源收集的产品。

Q最近,我们听到了很多关于能源收集的话题。我相信大家对相关市场的期待是很高的。


A我在国家半导体公司工作了14年。在这中间,除了其它任务,我在德国驻扎了一段时间负责欧洲的业务,也负责美国的业务。正是在所有这些任务中,我接触到很有意思的业务。我指的是模拟集成电路。在20世纪70年代,国家半导体公司在模拟集成电路市场上占有相当大的份额,其产品众所周知。

2010年秋天,我们在德国参加了一个贸易展,我在那里的许多展位上走了一圈。无论我走到哪里,每个人都在兴奋地谈论能源收集。不可否认,能源收集的未来潜力是巨大的。重要的是,它什么时候会发展成一项主要业务?
我预测,三年后能源收集市场的价值将达到数百万美元,五年后将增长到数千万美元。不过我认为,在未来五年内,这个市场的规模不太可能超过1亿美元。尽管如此,应用的潜力仍在不断增长。这就是为什么我们对能源收集非常感兴趣,也在开拓进取确立这样的市场定位:公司有能力利用模拟电路解决这些困难,填补产品缺失的环节。

因为能源收集是一项未来的业务,毫无疑问会有很多客户关心这项技术将能够处理什么样的应用。

为此,我们正在编写文档来解答这些问题。

我想我们可以说,我们现在处于许多设备设计师着手准备真正利用能源收集的初级阶段。

Q凌特是否需要与其他公司合作开发用于能源收集的模拟电路?


A要创建和扩大能源收集业务,与其他公司的合作是必不可少的。通过与其他公司携手合作,共享我们各自拥有优势的领域,我们将能够提供易于使用的解决方案。

德国EnOcean有限公司是能源收集领域的领先公司之一。我们与这家公司合作开发了一种产品,该产品实现了与他们开发的电路的最优对接操作。这就是我之前提到的通过温差发电的DC/DC转换器IC。

应EnOcean公司的要求,我们在LTC3109 IC中加入了一个功能,即使在电位差极性波动时也能跟踪。上一代产品LTC3108没有包含此功能。之所以能达成这项成就,是因为我们与一家能源收集领域的先进公司合作。
我们还与一家处理微控制器的公司合作。这家公司正在开发一种用于能源收集的微控制器,具体说是遥感,其特点是极低的功耗。我们正在考虑将模拟IC集成到像这种微控制器的设备中。
Q是否需要与设备制造商合作?


A当然需要。通过与考虑使用能源收集的人们合作,能够产生令人兴奋的发现,这是很有意思的事情。

我们已经有几千种模拟产品,过去我们把这些产品介绍给世界各地无数的工程师,由他们来评估这些产品。正是这些工程师的反馈,让我们能够确定未来的应用。一旦我们确定了这些应用,我们就会进行修改,以实现一个对预期应用容易使用的成品。

毫无疑问,我们可以预见,同样的情况也应该会发生在能源收集模拟产品上。我相信很多工程师对产品改进都有切实可行的想法。
例如,航空工业也正在探索利用能源收集的可能性,这些想法包括在飞机上安装数百个传感器,用于监测金属疲劳,以及在检测到危险时发送信号。当我们开始研究能源收集时,我从未想到过这样的方法,我毫不怀疑未来会出现更多这样新的想法。

- END -




往期精彩回顾
全球芯片地域市场概览-日本篇
精进电动成功过会上市后的一些思考
从硅谷出发,聊聊国产芯片突围的一些想法

芯片缺货潮下我的一些应对之法

硅谷硅事 | 俞志宏
硅谷芯片产品经理
分享更多战略与管理经验

翻译 | Jackie

编辑 | Jackie


- 感谢赞赏、喜欢与分享 -

硅谷硅事 公众号“硅谷硅事”。作者在硅谷做芯片公司的产品线经理,分享一些在美国芯片行业做产品战略和市场管理的故事,也包括其他关于芯片和电子行业的评论和思考
评论
  • 物联网(IoT)的快速发展彻底改变了从智能家居到工业自动化等各个行业。由于物联网系统需要高效、可靠且紧凑的组件来处理众多传感器、执行器和通信设备,国产固态继电器(SSR)已成为满足中国这些需求的关键解决方案。本文探讨了国产SSR如何满足物联网应用的需求,重点介绍了它们的优势、技术能力以及在现实场景中的应用。了解物联网中的固态继电器固态继电器是一种电子开关设备,它使用半导体而不是机械触点来控制负载。与传统的机械继电器不同,固态继电器具有以下优势:快速切换:确保精确快速的响应,这对于实时物联网系统至
    克里雅半导体科技 2025-01-03 16:11 162浏览
  • 影像质量应用于多个不同领域,无论是在娱乐、医疗或工业应用中,高质量的影像都是决策的关键基础。清晰的影像不仅能提升观看体验,还能保证关键细节的准确传达,例如:在医学影像中,它对诊断结果有着直接的影响!不仅如此,影像质量还影响了:▶ 压缩技术▶ 存储需求▶ 传输效率随着技术进步,影像质量的标准不断提高,对于研究与开发领域,理解并提升影像质量已成为不可忽视的重要课题。在图像处理的过程中,硬件与软件除了各自扮演着不可或缺的基础角色,有效地协作能够确保图像处理过程既高效又具有优异的质量。软硬件各扮演了什么
    百佳泰测试实验室 2025-01-03 10:39 136浏览
  • 车身域是指负责管理和控制汽车车身相关功能的一个功能域,在汽车域控系统中起着至关重要的作用。它涵盖了车门、车窗、车灯、雨刮器等各种与车身相关的功能模块。与汽车电子电气架构升级相一致,车身域发展亦可以划分为三个阶段,功能集成愈加丰富:第一阶段为分布式架构:对应BCM车身控制模块,包含灯光、雨刮、门窗等传统车身控制功能。第二阶段为域集中架构:对应BDC/CEM域控制器,在BCM基础上集成网关、PEPS等。第三阶段为SOA理念下的中央集中架构:VIU/ZCU区域控制器,在BDC/CEM基础上集成VCU、
    北汇信息 2025-01-03 16:01 173浏览
  • 【工程师故事】+半年的经历依然忧伤,带着焦虑和绝望  对于一个企业来说,赚钱才是第一位的,对于一个人来说,赚钱也是第一位的。因为企业要活下去,因为个人也要活下去。企业打不了倒闭。个人还是要吃饭的。企业倒闭了,打不了从头再来。个人失业了,面对的不仅是房贷车贷和教育,还有找工作的焦虑。企业说,一个公司倒闭了,说明不了什么,这是正常的一个现象。个人说,一个中年男人失业了,面对的压力太大了,焦虑会摧毁你的一切。企业说,是个公司倒闭了,也不是什么大的问题,只不过是这些公司经营有问题吧。
    curton 2025-01-02 23:08 289浏览
  • 在快速发展的能源领域,发电厂是发电的支柱,效率和安全性至关重要。在这种背景下,国产数字隔离器已成为现代化和优化发电厂运营的重要组成部分。本文探讨了这些设备在提高性能方面的重要性,同时展示了中国在生产可靠且具有成本效益的数字隔离器方面的进步。什么是数字隔离器?数字隔离器充当屏障,在电气上将系统的不同部分隔离开来,同时允许无缝数据传输。在发电厂中,它们保护敏感的控制电路免受高压尖峰的影响,确保准确的信号处理,并在恶劣条件下保持系统完整性。中国国产数字隔离器经历了重大创新,在许多方面达到甚至超过了全球
    克里雅半导体科技 2025-01-03 16:10 117浏览
  • 本文继续介绍Linux系统查看硬件配置及常用调试命令,方便开发者快速了解开发板硬件信息及进行相关调试。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。查看系统版本信息查看操作系统版本信息root@ido:/# cat /etc/*releaseDISTRIB_ID=UbuntuDISTRIB_RELEASE=20.04DISTRIB_CODENAME=focalDIS
    Industio_触觉智能 2025-01-03 11:37 137浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是一种利用光在两个隔离电路之间传输电信号的组件。在医疗领域,确保患者安全和设备可靠性至关重要。在众多有助于医疗设备安全性和效率的组件中,光耦合器起着至关重要的作用。这些紧凑型设备经常被忽视,但对于隔离高压和防止敏感医疗设备中的电气危害却是必不可少的。本文深入探讨了光耦合器的功能、其在医疗应用中的重要性以及其实际使用示例。什么是光耦合器?它通常由以下部分组成:LED(发光二极管):将电信号转换为光。光电探测器(例如光电晶体管):检测光并将其转换回电信号。这种布置确保输入和
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:27 155浏览
  • Matter加持:新世代串流装置如何改变智能家居体验?随着现在智能家庭快速成长,串流装置(Streaming Device,以下简称Streaming Device)除了提供更卓越的影音体验,越来越多厂商开始推出支持Matter标准的串流产品,使其能作为智能家庭中枢,连结多种智能家电。消费者可以透过Matter的功能执行多样化功能,例如:开关灯、控制窗帘、对讲机开门,以及操作所有支持Matter的智能家电。此外,再搭配语音遥控器与语音助理,打造出一个更加智能、便捷的居家生活。支持Matter协议
    百佳泰测试实验室 2025-01-03 10:29 140浏览
  • 在测试XTS时会遇到修改产品属性、SElinux权限、等一些内容,修改源码再编译很费时。今天为大家介绍一个便捷的方法,让OpenHarmony通过挂载镜像来修改镜像内容!触觉智能Purple Pi OH鸿蒙开发板演示。搭载了瑞芯微RK3566四核处理器,树莓派卡片电脑设计,支持开源鸿蒙OpenHarmony3.2-5.0系统,适合鸿蒙开发入门学习。挂载镜像首先,将要修改内容的镜像传入虚拟机当中,并创建一个要挂载镜像的文件夹,如下图:之后通过挂载命令将system.img镜像挂载到sys
    Industio_触觉智能 2025-01-03 11:39 113浏览
  • 前言近年来,随着汽车工业的快速发展,尤其是新能源汽车与智能汽车领域的崛起,汽车安全标准和认证要求日益严格,应用范围愈加广泛。ISO 26262和ISO 21448作为两个重要的汽车安全标准,它们在“系统安全”中扮演的角色各自不同,但又有一定交集。在智能网联汽车的高级辅助驾驶系统(ADAS)应用中,理解这两个标准的区别及其相互关系,对于保障车辆的安全性至关重要。ISO 26262:汽车功能安全的基石如图2.1所示,ISO 26262对“功能安全”的定义解释为:不存在由于电子/电气系统失效引起的危害
    广电计量 2025-01-02 17:18 218浏览
  • 自动化已成为现代制造业的基石,而驱动隔离器作为关键组件,在提升效率、精度和可靠性方面起到了不可或缺的作用。随着工业技术不断革新,驱动隔离器正助力自动化生产设备适应新兴趋势,并推动行业未来的发展。本文将探讨自动化的核心趋势及驱动隔离器在其中的重要角色。自动化领域的新兴趋势智能工厂的崛起智能工厂已成为自动化生产的新标杆。通过结合物联网(IoT)、人工智能(AI)和机器学习(ML),智能工厂实现了实时监控和动态决策。驱动隔离器在其中至关重要,它确保了传感器、执行器和控制单元之间的信号完整性,同时提供高
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:28 159浏览
  • 国际标准IPC 标准:IPC-A-600:规定了印刷电路板制造过程中的质量要求和验收标准,涵盖材料、外观、尺寸、焊接、表面处理等方面。IPC-2221/2222:IPC-2221 提供了用于设计印刷电路板的一般原则和要求,IPC-2222 则针对高可靠性电子产品的设计提供了进一步的指导。IPC-6012:详细定义了刚性基板和柔性基板的要求,包括材料、工艺、尺寸、层次结构、特征等。IPC-4101:定义了印刷电路板的基板材料的物理和电气特性。IPC-7351:提供了元件封装的设计规范,包括封装尺寸
    Jeffreyzhang123 2025-01-02 16:50 198浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦