[发明专利]为无线传感器供电的压电电磁复合俘能器能量管理电路

摘要

本发明公开了为无线传感器供电的压电电磁复合俘能器能量管理电路。目前没有将压电、电磁俘能器的交流电整合为一路存储并为无线传感器高效供电的能量管理电路。本发明的压电俘能器能量收集电路对压电俘能器的交流电整流和稳压后转化为直流电；电磁俘能器能量收集电路将电磁俘能器的交流电经整流、滤波、二极管、升压稳压转化为直流电；压电、电磁俘能器能量收集电路的输出端分别经一个二极管接入超级电容正极；当超级电容两端电压高于复位门限时，能量感知接口电路为无线传感器供电，低于无线传感器的工作电压时切断超级电容与无线传感器的连接。本发明将压电、电磁俘能器的交流电整合为一路存储，且满足大部分无线传感器供电需要。

主权项

1.为无线传感器供电的压电电磁复合俘能器能量管理电路，由压电俘能器能量收集电路、电磁俘能器能量收集电路、充电电路和能量感知接口电路组成，其特征在于：所述的压电俘能器能量收集电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1和芯片U1；芯片U1的引脚Vin和CAP分别接电容C1两端，引脚Vin和地之间串联接入电容C2，引脚Vin2和地之间串联接入电容C3，引脚SW接电感L1一端，引脚VOUT接电感L1另一端及电容C4的一端；电容C4另一端接地；芯片U1的引脚VOUT输出电压VYD，引脚GND接地；芯片U1的型号为LTC3588‑1时，引脚D1接入引脚Vin2，引脚D0接地；芯片U1的型号为LTC3588‑2时，引脚D0和D1均接入引脚V in2；所述的电磁俘能器能量收集电路包括四倍压整流模块、RC‑π型滤波模块、肖特基二极管D6和DC‑DC升压稳压模块；所述的四倍压整流模块由肖特基二极管D2、D3、D4、D5和电容C5、C6、C7、C8组成；电容C6的一端接肖特基二极管D2的负极及肖特基二极管D3的正极；肖特基二极管D3的负极接肖特基二极管D4的正极和电容C7的一端；电容C5的一端与电容C6未接肖特基二极管D3的那端连接；电容C5的另一端接肖特基二极管D4的负极和肖特基二极管D5的正极；肖特基二极管D5的负极接电容C8的一端；电容C7和C8的另一端均接肖特基二极管D2的正极并接地；所述的DC‑DC升压稳压模块由电容C11、C12、电感L2、肖特基二极管D7和DC‑DC升压转换芯片U2组成；DC‑DC升压转换芯片U2的引脚Vin和地之间接入电容C11，引脚Vin和SW分别接电感L2的两端，引脚FB接电容C12的一端及肖特基二极管D7的负极，引脚SEL接地或接引脚Vin，引脚SHOD和llim均悬空，引脚GND和PGND均接地；DC‑DC升压转换芯片U2的引脚SW接二极管D7的正极；电容C12的另一端接地；DC‑DC升压转换芯片U2的引脚FB输出电压VDC；所述的RC‑π型滤波模块由电容C9、C10和电阻R1组成；电阻R1一端接电容C9一端及肖特基二极管D5的负极，电阻R1另一端接电容C10一端及肖特基二极管D6的负极；电容C9另一端、电容C10另一端及肖特基二极管D6的正极均接地；所述的充电电路包括二极管D1、二极管D8和超级电容C13；压电俘能器能量收集电路的输出电压VYD通过二极管D1接超级电容C13的正极；电磁俘能器能量收集电路的输出电压VDC通过二极管D8接超级电容C13的正极；超级电容C13的负极接地；所述的能量感知接口电路包括电压检测芯片U₃和NMOS管；电压电测芯片U₃的引脚接电阻R₂一端，引脚接电阻R₃一端，引脚V_CC接电阻R₂另一端及R₃另一端，引脚MR接NMOS管的基极，引脚GND接地；电压电测芯片U₃的引脚S2、S1及S0接引脚GND或引脚V_CC；NMOS管的栅极接地。