[发明专利]用于无源感知网络的超低输入功率供能电路及采用该电路实现的供能方法

摘要

用于无源感知网络的超低输入功率供能电路及采用该电路实现的供能方法，涉及为无源感知节点供能领域。本发明是为了解决现有缺少无源感知节点在超低输入功率情况下的供能问题。为减少采样功耗，本申请使用积分电路计算电压和电流的平均值，对于输入电压，电容C1端电压经电阻分压后送入由运算放大器U3构成的电压跟随器，随后送入由运算放大器U4构成的积分电路，运算放大器U4输出值为一段时间内电压的平均值；控制器每隔一段时间仅读取一次运算放大器U2、U4的输出值计算出该时间段的电压、电流平均值，进而计算出输入功率，节省了频繁采样的能耗。它用于为无源感知节点供能。

主权项

用于无源感知网络的超低输入功率供能电路，它包括太阳能板、电流采样电阻Rs和PMOS管Q3，其特征在于，它还包括升压电路(1)和最大功率点追踪控制电路(2)，升压电路(1)包括电感L、电解电容C1、电解电容C2、NMOS管Q1、PMOS管Q2和二极管D，最大功率点追踪控制电路(2)包括电流放大电路(2‑1)、电流积分电路(2‑2)、电压采样电路(2‑3)、电压积分电路(2‑4)、电压检测单元及稳压单元和控制器，太阳能板的正极同时连接电流采样电阻Rs的一端和电流放大电路(2‑1)的同相输入端，电阻Rs的另一端同时连接电流放大电路(2‑1)的反相输入端、电解电容C1的正极、电感L的一端和电压采样电路(2‑3)的同相输入端，太阳能板的负极同时连接电解电容C1的负极、NMOS管Q1的源极、电解电容C2的负极，并接电源地，NMOS管Q1的栅极连接控制器的PFM端，电感L的另一端同时连接NMOS管Q1的漏极和PMOS管Q2的源级，PMOS管Q2的栅极连接控制器的C1测量端，PMOS管Q2的漏极连接二极管D的阳极，二极管D的阴极同时连接电解电容C2的正极、PMOS管Q3的源极、电压检测单元及稳压单元的输入端和控制器的输出电压检测端，当电压检测单元及稳压单元检测升压电路(1)输出电压超过启动电压时，电压检测单元及稳压单元开始向最大功率点追踪控制电路(2)供电，电流放大电路(2‑1)的瞬时电流信号输出端同时连接电流积分电路(2‑2)的同相输入端和控制器的电流瞬时值端，电流积分电路(2‑2)的累计电流信号输出端连接控制器的累积电荷量端，电压采样电路(2‑3)的瞬时电压信号输出端同时连接电压积分电路(2‑4)的同相输入端和控制器的电压瞬时值端，电压积分电路(2‑4)的累计电压信号输出端连接控制器的电压平均值端，电流积分电路(2‑2)的归零信号输出端和电压积分电路(2‑4)的归零信号输出端均连接控制器的归零端，PMOS管Q3的栅极连接控制器的输出使能端，PMOS管Q3的漏极和电解电容C2的正极用于为无源感知节点供能，控制器的通信端用于与无源感知节点进行通信。