近几年来，汽车、电气、建筑、制造设备等都在争相运用“物联网”，甚至牲畜都要通过传感器直接网络化传递和处理信息。由于这些传感器需要用电池供电，且向无线接收机发送警报信号所需功耗较大，所以要求其功耗极低，以尽可能延长工作寿命。或者，传感器也可以从环境获取能量，但供电量不一定稳定，需要其供电电流范围较宽。

通常情况下，功率转换器是将输入电压转换成稳定的输出电压，仅在小电流范围内有效。但在本月的国际固态电路会议上，美国麻省理工学院微系统技术实验室（MTL）的研究人员提出了一种新的电源转换器，有效电流范围达到500pA至1mA，跨度范围是当前水平的10倍。

MTL研究人员表示：“转换器通常有一个静态电流，如果静态电流是微安级，那么负载即使只有纳安，整个电路仍然会消耗微安电流。此次展示的转换器可以在很宽的电流范围内保持高效率。”

能量包原理    

该转换器是一个低功耗降压转换器，即输出电压低于输入电压。其输入电压范围是1.2V到3.3V，而输出则是0.7V到0.9V。

这是基于“能量包”原理，通过开关、电感、电容等原件实现的。转换器中设置有一个电路，用于测量转换器输出电压，进而控制开关。如果输出电压低于某一阈值，如0.9V，则控制器打开开关释放一个“能量包”。然后再进行测量，有必要的话会再次释放“能量包”。

如果没有器件从转换器获取电流，或者电流流向简单的本地电路，则控制器将每秒释放1个到几百个“能量包”。如果转换器是向无线器件供电，则将每秒释放百万个能量包。

为实现宽范围电压输出，转换器每秒可测量输出电压1次至一百万次，也即会释放1到一百万个能量包。每次测量电压都会消耗能量，对于物联网等无线设备而言，这种功率损耗无法忍受。

降低时钟方法   

研究人员给转换器设计了可变时钟，可在很宽的速率范围内控制开关，但是需要复杂的控制电路。例如，测量转换器输出电压的电路包含一个分压器，能够从转换器输出端虹吸一小部分电流用于测量电路供电。

虹吸电流也会降低转换器效率，该研究中，分压器被一个额外电路包围，以控制分压器工作时间只有几分之一秒，大大降低虹吸电流。测试结果显示，与当前报道的最低功耗转换器相比，该转换器的静态功耗降低了50%，

研究意义 

该项研究将有助于新型能量供应源电路的发展，如人体供电电子等，同时，对于普通物联网设备以及军用物联网均有很大益处。

（本文来源：大国重器——聚焦世界军用电子元器件，ID：ElectronicComponent；） 

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