通過(guò)任何類型的動(dòng)作產(chǎn)生電位差的可能性是多種多樣的。使用特殊的壓電晶體踩踏或摩擦地板可以產(chǎn)生電壓，因?yàn)榧词故呛苄〉臋C(jī)械變形也足以產(chǎn)生能量。它們被用于將人類產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。這是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年該技術(shù)將變得更加高效。
　　壓電應(yīng)用還涉及從電機(jī)、車輪或其他低頻聲音的機(jī)械振動(dòng)中產(chǎn)生有限的電勢(shì)。所有能量收集發(fā)電機(jī)的共同特點(diǎn)是體積小，適合在衣服或人體上安裝的設(shè)備中收集能量。這種設(shè)備能夠?yàn)槭謾C(jī)、燈泡、GPS 或用于監(jiān)測(cè)生物醫(yī)學(xué)參數(shù)的醫(yī)療設(shè)備等小型電子設(shè)備供電或充電。一些安裝在四肢上的能量收集設(shè)備可以在行走、跳躍或騎自行車時(shí)產(chǎn)生電壓。除了壓電發(fā)電機(jī)外，最廣泛使用和最著名的能量收集方法是利用陽(yáng)光。
　　太陽(yáng)能通過(guò)光伏電池轉(zhuǎn)化為電能，但目前與其他方法相比，其效率被認(rèn)為勉強(qiáng)可以接受。從射頻源收集能量也是在無(wú)線信號(hào)附近進(jìn)行電力傳輸?shù)囊环N方法（見(jiàn)圖 1 中的接收器）。熱能收集也開(kāi)始流行并引起市場(chǎng)興趣。它涉及將兩個(gè)表面之間的熱差轉(zhuǎn)化為電能。
　　能量收集設(shè)備
　　收集設(shè)備收集的能量極其有限，很少能實(shí)時(shí)使用。能量產(chǎn)生事件的非連續(xù)性和不一致性也使得直接向輕負(fù)載供電具有挑戰(zhàn)性。然而，一些應(yīng)用專注于在特殊的“容器”中收集和存儲(chǔ)能量，這些容器通常由小型可充電電池或最好是電容器或高容量超級(jí)電容器組成。極化電解電容器在這種情況下肯定非常有用，因?yàn)樗鼈兙哂薪档湍芎暮驮鰪?qiáng)環(huán)境可持續(xù)性的所有特性。
　　為了回收能量，必須使用具有高存儲(chǔ)容量的小型設(shè)備，而電容器足以勝任這項(xiàng)任務(wù)。存儲(chǔ)組件必須具有非常低的漏電流，因?yàn)橐╇姷脑O(shè)備會(huì)耗散幾毫瓦的功率。目前，從人體運(yùn)動(dòng)中收集能量對(duì)于為可穿戴電子設(shè)備供電具有巨大的前景。壓電能量收集系統(tǒng)可以從身體運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生電能，例如在行走或跑步時(shí)（見(jiàn)圖 2）?！　≡搱D顯示了壓電發(fā)電機(jī)每走一步產(chǎn)生的電壓，然后將其整流并發(fā)送到電容器以逐步收集。鞋子可能是能量收集的理想選擇，它結(jié)合了小型電路來(lái)收集和積累能量，以便在行走時(shí)為電子設(shè)備充電。這種方法相對(duì)簡(jiǎn)單有效。在各種解決方案中，使用壓電材料被認(rèn)為是最好的解決方案之一，因?yàn)樗谧冃芜^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電荷，尤其是在受到壓力時(shí)。

　　圖 2：行走過(guò)程中產(chǎn)生能量的鞋子的示例。
　　電機(jī)控制
　　新興技術(shù)正在顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和可靠性。最有前景的領(lǐng)域之一是碳化硅 (SiC) MOSFET 的使用，尤其是速度調(diào)節(jié)。SiC MOSFET 正在徹底改變電動(dòng)機(jī)的速度控制，因?yàn)樗鼈兛梢蕴岣咝阅堋p少功率損耗并提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。例如，一些公司已經(jīng)生產(chǎn)了基于碳化硅的特殊 MOSFET，這些 MOSFET 針對(duì)關(guān)鍵電機(jī)應(yīng)用中的有效冷卻進(jìn)行了優(yōu)化。
　　頻率控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)是一項(xiàng)相當(dāng)新的技術(shù)；目前已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它為節(jié)省大量能源提供了可能性，而這正是其首要任務(wù)之一。除了至關(guān)重要的 RDS(on) 參數(shù)外，新設(shè)備還具有非常短的短路電阻時(shí)間（約為幾微秒），以及極高的開(kāi)關(guān)速度。所有這些特性都導(dǎo)致非常低的開(kāi)關(guān)損耗（甚至與 IGBT 相比），而零電壓關(guān)斷功能大大簡(jiǎn)化了電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
　　采用某些類型的 SiC MOSFET 不僅可以保證與傳統(tǒng)解決方案相比顯著提高功率密度，而且還可以管理相當(dāng)強(qiáng)度的電流，而無(wú)需風(fēng)扇等主動(dòng)冷卻系統(tǒng)，從而有助于降低整體噪音和系統(tǒng)尺寸，同時(shí)提高長(zhǎng)期可靠性。這些特性在空間有限且要求苛刻的應(yīng)用中尤其有利，例如汽車或航空航天工業(yè)的電源轉(zhuǎn)換器，其中能源效率和緊湊設(shè)計(jì)是基本要求。
　　驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的最簡(jiǎn)單方法之一是使用由 PWM 脈沖驅(qū)動(dòng)的“H 橋”（見(jiàn)圖 3）。該方法涉及以恒定頻率和可變占空比激活 MOSFET，以便能夠使電機(jī)上的平均電壓多樣化，從而控制其速度。在這種配置中，可以按不同的順序切換 MOSFET，為電機(jī)提供所需的電壓極性，并且橋可以在雙極和單極模式下使用。
　　雙極模式允許用戶同時(shí)打開(kāi)兩個(gè) MOSFET，通過(guò)激活兩對(duì)電子開(kāi)關(guān)中的一對(duì)來(lái)設(shè)置電流方向，平均值取決于振蕩器的占空比。為了防止 MOSFET 的交叉?zhèn)鲗?dǎo)（這會(huì)導(dǎo)致電源短路），必須在關(guān)閉一對(duì)設(shè)備和打開(kāi)另一對(duì)設(shè)備之間提供延遲時(shí)間。即使所有設(shè)備都關(guān)閉，電機(jī)的磁場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致一小部分電流流過(guò) MOSFET 中的二極管。在簡(jiǎn)單得多的單極配置中，右側(cè)的一個(gè)MOSFET保持導(dǎo)通，然后左側(cè)的一個(gè) MOSFET 導(dǎo)通。
　　　圖 3：H 橋中的電流路徑