通過任何類型的動作產(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，因為即使是很小的機械變形也足以產(chǎn)生能量。它們被用于將人類產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為電能。這是一個不斷發(fā)展的領(lǐng)域，預(yù)計未來幾年該技術(shù)將變得更加高效。
　　壓電應(yīng)用還涉及從電機、車輪或其他低頻聲音的機械振動中產(chǎn)生有限的電勢。所有能量收集發(fā)電機的共同特點是體積小，適合在衣服或人體上安裝的設(shè)備中收集能量。這種設(shè)備能夠為手機、燈泡、GPS 或用于監(jiān)測生物醫(yī)學參數(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、跳躍或騎自行車時產(chǎn)生電壓。除了壓電發(fā)電機外，最廣泛使用和最著名的能量收集方法是利用陽光。
　　太陽能通過光伏電池轉(zhuǎn)化為電能，但目前與其他方法相比，其效率被認為勉強可以接受。從射頻源收集能量也是在無線信號附近進行電力傳輸?shù)囊环N方法（見圖 1 中的接收器）。熱能收集也開始流行并引起市場興趣。它涉及將兩個表面之間的熱差轉(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，很少能實時使用。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，因為它們具有降低能耗和增強環(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容量的小型設(shè)備，而電容器足以勝任這項任務(wù)。存儲組件必須具有非常低的漏電流，因為要供電的設(shè)備會耗散幾毫瓦的功率。目前，從人體運動中收集能量對于為可穿戴電子設(shè)備供電具有巨大的前景。壓電能量收集系統(tǒng)可以從身體運動中產(chǎn)生電能，例如在行走或跑步時（見圖 2）。　　該圖顯示了壓電發(fā)電機每走一步產(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)合了小型電路來收集和積累能量，以便在行走時為電子設(shè)備充電。這種方法相對簡單有效。在各種解決方案中，使用壓電材料被認為是最好的解決方案之一，因為它在變形過程中會產(chǎn)生電荷，尤其是在受到壓力時。

　　圖 2：行走過程中產(chǎn)生能量的鞋子的示例。
　　電機控制
　　新興技術(shù)正在顯著提高發(fā)動機的效率和可靠性。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 正在徹底改變電動機的速度控制，因為它們可以提高性能、減少功率損耗并提高整個系統(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 針對關(guān)鍵電機應(yīng)用中的有效冷卻進行了優(yōu)化。
　　頻率控制電機驅(qū)動是一項相當新的技術(shù)；目前已廣泛應(yīng)用于各個領(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間（約為幾微秒），以及極高的開關(guān)速度。所有這些特性都導(dǎo)致非常低的開關(guān)損耗（甚至與 IGBT 相比），而零電壓關(guān)斷功能大大簡化了電機驅(qū)動電路。
　　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強度的電流，而無需風扇等主動冷卻系統(tǒng)，從而有助于降低整體噪音和系統(tǒng)尺寸，同時提高長期可靠性。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)計是基本要求。
　　驅(qū)動直流電機的最簡單方法之一是使用由 PWM 脈沖驅(qū)動的“H 橋”（見圖 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打開兩個 MOSFET，通過激活兩對電子開關(guān)中的一對來設(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)（這會導(dǎo)致電源短路），必須在關(guān)閉一對設(shè)備和打開另一對設(shè)備之間提供延遲時間。即使所有設(shè)備都關(guān)閉，電機的磁場也會導(dǎo)致一小部分電流流過 MOSFET 中的二極管。在簡單得多的單極配置中，右側(cè)的一個MOSFET保持導(dǎo)通，然后左側(cè)的一個 MOSFET 導(dǎo)通。
　　　圖 3：H 橋中的電流路徑