[实用新型]一种自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统

权利要求书

1.一种自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，包括有噪声提取电路、噪声量化器、电荷泵和稳压源切换的控制电路、电荷泵电路和稳压源电路，所述噪声提取电路接于传感器的差分电压信号输出，用于对差分电压信号进行处理获得噪声能量值，并将噪声能量值输出给噪声量化器；所述噪声量化器用于将噪声能量值与设定的噪声能量阈值比较，输出控制指令给控制电路；所述控制电路用于根据控制指令进行切换电荷泵电路与稳压源电路的工作；所述电荷泵电路和稳压源电路为传感器提供两种供电方式。

2.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述的噪声能量值是指在指定频带内与噪声能量相关的噪声均方根有效值。

3.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述噪声提取电路包括依次相连接的转换电路、-3dB/OCT滤波器、指定频带的带通滤波器、全波整流电路和低通滤波器；所述转换电路用于将差分电压信号的双端输入信号转换为单端输出信号，单端输出信号在经过-3dB/OCT滤波器、指定频带的带通滤波器、全波整流电路和低通滤波器处理后，获取噪声能量值。

4.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述噪声量化器的比较是指，当噪声能量值大于噪声能量阈值时，由控制电路切换为电荷泵电路进行供电，否则切换为稳压源电路供电。

5.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述电荷泵电路包括电容C₀、电容C₁、充放电开关S1、充放电开关S2、充放电开关S3、充放电开关S4和开关时钟控制单元；所述开关时钟控制单元用于控制各个充放电开关的通断，所述电容C₁的N₁端经过充放电开关S1后接电源VDD，同时还经过充放电开关S4后作为输出端V_chargepump，并且输出端V_chargepump经过电容C₀后接地，其N₂端经过充放电开关S3接电源VDD，同时还经过充放电开关S2后接地。

6.根据权利要求5所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述电荷泵电路还包括有比较检测电路，比较检测电路包括跨导放大器OTA1、驱动缓冲器Buffer、电阻R5和电阻R6，跨导放大器OTA1的电流输入端I₁接控制电路，其正端接参考电平V_ref，输出端V_chargepump通过电阻R5、电阻R6分压产生比较电压V_cp接至OTA1的负端，并且负端经过电阻R6后接地，输出端V_ota接至驱动缓冲器Buffer，驱动缓冲器Buffer的输出端V_buf接于控制电路，通过控制电路控制开关时钟控制单元。

7.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述稳压源电路包括跨导放大器OTA2、驱动缓冲器Buffer和电容C₀，跨导放大器OTA2的电流输入端I₂接控制电路，其正端接于参考电平V_ref，其输出端V_ota接至驱动缓冲器Buffer，驱动缓冲器Buffer的输出端V_buf经控制电路后接于跨导放大器OTA2的负端，负端且作为稳压源V_ldo为传感器供电，负端还经过电容C₀后接地，电容C₀作为稳压源V_ldo的补偿稳定电容。

8.根据权利要求1所述的自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，其特征在于，所述控制电路包括开关MP3、开关MP4、开关MP1、开关MP2、开关MN1和反相器Inverter，所述开关MP4连接于电源VDD的输出电流源I₀与跨导放大器OTA1的电流输入端I₁之间，所述开关MP3连接于电源VDD的输出电流源I₀与跨导放大器OTA2的电流输入端I₂之间，所述开关MP2连接于驱动缓冲器Buffer的输出端V_buf与跨导放大器OTA2的负端之间，所述开关MP1连接于驱动缓冲器Buffer的输出端V_buf与开关时钟控制单元的输出端V_control之间，开关时钟控制单元的输出端V_control通过开关MN1接于地；

噪声量化器的输出控制信号V_quantizer接于开关MP2、开关MP3的控制端，并且控制信号V_quantizer经过反相器后接于开关MP1、开关MP4和开关MN1的控制端。