旭化成微電子開始批量生產用于環保發電的電荷控制集成電路

旭化成微電子株式會社（簡稱“AKM”）開發出面向小型二次電池（充電電池）的環境發電（能量收集Energy Harvesting）※1充電控制IC“AP4413系列（以下簡稱‘該產品’）”，并于2025年2月開始量產。

該產品采用AKM研發的的低功耗電壓監控功能，即使在不穩定的室內光等環境中發電也能兼顧電池的充電和系統的運行，并且在充電電池電量耗盡的情況下，也能使系統快速恢復。這將有助于實現無需更換電池和充電的系統的開發，使其應用于原本使用一次性電池（紐扣電池、干電池）和小型充電電池的低功耗設備。

能量收集IC“AP4413系列”

從“無需人工充電的便利性”和“減輕環境負荷與符合法規”這兩個角度來看，搭載小型充電電池并利用環境發電進行自主充電的系統，有望在智能遙控器、藍牙Tag和環境傳感器等原本使用一次性電池的設備中得到普及。

尤其在歐洲，2023年8月出臺了新的“電池法規（Regulation (EU) 2023/1542）”※2，對逐步淘汰一次性電池的可行性進行評估。這預示著今后向充電電池的轉換將更進一步。

據悉，AKM已開發并量產了能量收集IC，積累了產品技術和應用的技術訣竅※3※4。利用電能（電壓×電流）微弱且不穩定的環境發電，為充電電池充電時，降低“充電控制IC自身的功率損耗”和減輕“過充過放對充電電池的負荷”很重要。同時，由于充電電池的特性，電量一旦耗盡（完全放電狀態），有時系統可能需要相當長的時間才能恢復。

該產品功耗低至52nA，可實現高效充電。同時，充電電池的種類不同，過充過放的電壓也不一樣，而AKM提供多樣化的產品陣容，支持多種電壓設置，以便根據充電電池的種類，選擇合適的產品。

即使在充電電池完全放電的情況下，通過將環境發電的電量預先儲存在電容器中，可以實現向電池充電，同時維持系統的運行。

采用AP4413系列的系統結構示意圖和完全放電時的運行機制

【該產品特點】

1、電壓監控功能：通過監控充電電池的電壓，防止過度充放電。共4款產品，擁有不同的過充過放電壓設置，可根據充電電池的特性選擇合適的產品。

2、52nA（在1μA電流條件下，充電效率約為94.8%）的低功耗設計。減少功率損耗，提高充電效率。

在等待充電電池充電期間，先給電容器充電，從而兼顧電池充電和系統運行。

關于該產品詳情，可參考旭化成微電子的能量收集解決方案。

通過旭化成微電子的能量收集IC，收集水、室內光和體溫等周圍環境中的微弱能源，可使電子設備運行。

用幾滴水滴發電的應用演示

※1 能量收集：利用周圍環境中的光能、震動、熱能和電波等各種微弱的能量發電的技術。

※2 電池法規（Regulation (EU) 2023/1542

※3 能量收集DC/DC轉換器被Fujikura Composites公司采用，用于無電池液體檢測傳感器（2024年10月9日）

※4 利用尿液中的水分進行環境發電，提示尿濕的智能紙尿褲

關于旭化成：

旭化成集團創立于1922年，是總部位于日本的綜合化學制造商，曾入選世界500強。在全球20多個國家和地區開展業務，旭化成集團2023財年集團銷售總額約為184億美元，員工總人數約5萬。

旭化成的在華業務始于1988年，目前業務主要分為4大部分：環境解決方案（LiB材料、離子交換膜等）、移動&產業（工程塑料、汽車內飾材料等）、生活革新（紡織品、電子材料·元件、印刷用感光性樹脂版、食品包裝膜等）、健康（除病毒過濾器等）。目前旭化成在中國有法人公司20多家，員工約3000人。