電子知識大全：樹(shù)電運行低功耗電路

電子知識大全：樹(shù)電運行低功耗電路

美國華盛頓大學(xué)的一組研究人員成功地演示了樹(shù)木產(chǎn)生的電力足以獨立地維持定制電路的運轉。這個(gè)研究小組并不指望使用樹(shù)電替代太陽(yáng)能，但這套系統可以為那些可能被用于檢測環(huán)境條件或森林火災的樹(shù)木傳感器提供一種低成本的選擇。

通過(guò)將釘子掛到各種樹(shù)上并連接至電壓表，研究人員發(fā)現大葉楓樹(shù)（校園里常見(jiàn)的一種樹(shù)）會(huì )產(chǎn)生穩定的電壓，高達數百毫伏。下一步就是設計一種可以在這種功率下運行的電路。這將需要開(kāi)發(fā)一種升壓轉換器來(lái)接收低輸入電壓并將其存儲起來(lái)以產(chǎn)生更高的輸出電壓，它需要適用于低至20mV的輸入電壓，這個(gè)輸入電壓要比任何現有的同類(lèi)器件都低。這種器件將輸出1.1V的電壓，足以運行小功率傳感器。

這種電路使用130nm的部件進(jìn)行設計，在運行中平均功耗僅為10nW。盡管使用了特殊的小功率器件，但升壓轉換器和其他電子器件將在大部分時(shí)間都處于休眠狀態(tài)，以保存能量。這就增加了復雜性，因為如果所有器件都進(jìn)入休眠，系統將再也無(wú)法被喚醒。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究小組設計了一個(gè)在1nW下連續運轉的時(shí)鐘，這個(gè)功率大約是手表運轉所需功率的千分之一。啟動(dòng)之后，這個(gè)時(shí)鐘工作在350mV，大約是AA電池電壓的1/4。這個(gè)小功率的時(shí)鐘每幾秒鐘產(chǎn)生一次電脈沖，實(shí)現了系統的周期性喚醒。