低功率應用是指擁有毫微功率轉換要求的應用,比如WSN中常見的能量收集系統等,其必需采用負責處理極低功率和電流的電源轉換IC。這可以分別是數量級為幾十μW的功率和nA級的電流。
最先進和現有的能量收集(EH)技術(例如:振動能量收集和室內或可穿戴式光伏單元)在典型工作條件下產生毫瓦量級的功率。盡管這么低的功率似乎用起來很受限,但是若干年來收集組件的經驗可以說明,無論就能量供應還是就所提供的每能量單位的成本而言,這些技術大體上與長壽命的電池類似。而且,采用EH的系統通常將能夠在電池耗盡之后實施再充電,而這一點卻是由主電池供電的系統所做不到的。盡管如此,大多數解決方案還是將某種環境能量源作為主電源,但把一個主電池作備用,當環境能量源消失或中斷時可接通主電池以提供電能。
當然,由能量收集源所提供的能量取決于它處于工作狀態的時間。因此,能量收集電源的主要衡量標準是功率密度,而不是能量密度。能量收集一般會遇到較低的、變化的和不可預測的可用功率,因而設計者通常采用了一種能量收集器和一個輔助電源相連的混合結構。輔助電源可以是一個可再充電電池或一個存儲電容 (甚至有可能是超級電容)。由于收集器可提供無限的能量供應和功率不足而成為系統能源。輔助電能儲存器 (一個電池或一個電容)可產生較高的輸出功率,但儲存的能量較少,它在有需要時供電,其他情況下則定期從收集器接收電荷。所以,在沒有可供收集的環境能量時,必須采用輔助電能儲存器來給下游電子系統或 WSN供電。當然,從系統設計人員的角度而言這將導致復雜程度的進一步增加,因為他們現在必須考慮這樣一個問題:“為了應對環境能量源缺乏的情況而提供補償,應在輔助儲存器中存儲多少能量呢?”