首先，利用再生能源的供電電路必須支持低至0.3V的輸入電壓。“單節太陽能電池空載時的工作電壓為0.4 ~0.7 V。如果在輸出端加載，電壓就會下降到0.4 ~ 0.5 V或更低一些。”德州儀器公司DC-DC轉換器產品營銷工程師Alex Friebe指出。
許多轉換器專門為可充電電池設計，支持0.7V的輸入電壓，啟動電壓則需達到0.9V或以上。而且，支持替代能源的轉換器要有寬泛的輸入范圍且具有高于常規的效率，以便從低功率電源上實現限度地能量轉換。
此外，替代能源的性能方面也有一些獨特的考慮，但設計人員往往忽略了這些問題。太陽能電池產生的電流與照射在太陽能電池表面上的總光量成比例。而照射在單節電池或一組串聯電池上的不均勻光可能導致輸出阻抗增加，從而降低輸出功率。另一方面，微型燃料電池的負載條件可能因其化學類型不同而各異。
不久前TI推出一款升壓轉換器TPS61200，可幫助設計人員有效使用替代電源的非標準電壓為便攜式電子設備中的鋰離子電池充電。TPS61200集成了一個1.5A的開關，支持0.3～5.5V的輸入電壓。該轉換器在任何負載情況下均可實現0.5V的超低啟動電壓，同時保持高達90%的效率。
該器件工作原理類似于電感型升壓轉換器架構。首先由集成升壓級在0.3 或 0.5 V電壓下啟動器件，一旦電壓達到預定的閾值，轉換器就無縫切換到主升壓級。
這款升壓轉換器具有下變頻模式，可在輸入電壓超過輸出電壓時保護器件。“輸入電壓超過輸出電壓，就會出現不穩定現象，”Friebe解釋道。“當這種情況發生時，下變頻模式可降低輸入電壓來匹配輸出電壓，同時不影響效率。”另外，該器件還提供有短路保護和可編程欠壓鎖定等功能。
圖：提升Vaux電壓以低功率啟動主要電路
對于便攜式設備而言，器件占位面積是一個重要考慮事項。“問題在于，太陽能電池陣列應該具有多大規模才能滿足系統的要求？”太陽能技術研究機構The Information Network公司總裁Robert Castellano表示。
TPS61200支持單節太陽能電池供電，因而省去了多節太陽能電池串聯，或串聯保護電路。這使得設計人員能夠為手機及其它設備創建簡單的內置太陽能供電充電器，只需室內環境光照就能提供無限長的系統待機時間。“在普通辦公環境中，手機耗電量在7 ~10 mA間，Mp3播放器耗電量在5mA左右，”Friebe提到。“即使在惡劣條件下使用室內環境光，太陽能電池也能夠產生9 ~ 12 mA的電流，因此，只要把這種充電器連接到手機上，理論上就可以獲得無限延長待機時間。”
但更關鍵的問題可能在于采用替代能源工作的便攜式消費電子設備是否具備可行性市場。Linear公司功率產品營銷經理Tony Armstrong表示，在工業化的世界里，通過插座、USB端口或汽車內的適配器，用戶對電源的使用幾乎無處不在。Linear可提供啟動電壓低至0.7V的升壓轉換器。
此外，電池和系統設計方面的進步有望延長鋰電池壽命。“鋰電池化學技術方面的發展，提高了能量密度，實現了更好的放電曲線，而外形尺寸可保持不變，”Armstrong稱。“新的功率器件也在相繼推出，它們具有更低的靜態電流或更高的效率，因此功耗更低。”
“電池容量以每年大約5%的速度提高，同時，對電池功率的要求也在顯著增加。我們一直在嘗試盡可能提高每種器件的效率。”美國國家半導體公司功率管理部門營銷主管Mark Davidson表示。目前普遍使用的電池放電量在3 V左右，預計今年稍晚推出的新型電池工作電壓將在2.5V級以下。“對有限的系統功率而言，這可能是一個比依賴燃料電池或太陽能電池更具可行性的解決方案。”Davidson指出。