一种微电子器件的能量收集装置制造方法及图纸

本申请提供了一种微电子器件的能量收集装置，包括微能量采集器、N级倍压整流模块、储能模块、比较模块和模拟开关，利用N级倍压整流模块对交流信号进行倍压整流得到较高电压的直流信号，利用储能模块将直流信号进行存储。比较模块对储能模块存储的直流电压进行判断，当直流电压达到上限电压值，则将直流电压供给至微电子器件，当直流电压下降到下限电压值，则停止对微电子器件供电。停止供电期间，微电子器件处于暂停工作状态。周而复始执行上述动作从而实现为微电子器件间歇性供电。本发明专利技术能够对能量采集器采集得到的能量进行存储和处理，从而实现当能量采集器采集得到的能量小于微电子器件的工作电量时，仍然能够对微电子器件进行间歇性供电。

【技术实现步骤摘要】
-种微电子器件的能量收集装置
本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种微电子器件的能量收集装置。
技术介绍
随着时代的进步，微电子器件因其小型化，已被广泛使用，尤其在野外环境、军事 和医疗领域上起重要作用，例如：在野外环境的检测装置中设置微电子器件，或在人体内植 入医疗微电子器件，微电子器件需要借助电池来提供电能，当电池的电量用尽后则需要更 换电池。 在野外环境的检测装置的微电子器件，由于野外环境面积较大，设置的检测装置 数量较多，每次对检测装置的微电子器件更换电池需要花费大量的人力和物力。对于植入 式的医疗的微电子器件，对其更换电池，可能会对人体带来进一步的创伤和痛苦。所以现有 技术提出了新型的微能量采集器，通过微能量采集器有效收集环境中的能量并将其转换为 电能，从而为微电子器件供电。 但由于微能量采集器的体积较小，加之环境中的能量是不稳定的，所以微能量采 集器采集得到的能量，能量密度相对较低且电能输出不稳定，无法较好地为微电子器件提 供稳定电能。 因此现在需要一种装置，能够对微能量采集器采集得到的能量进行存储和处理， 以便为微电子器件提供稳定的电能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种微电子器件的能量收集装置，本专利技术能够对微能量采集器采集 得到的能量进行存储和处理，可以为微电子器件提供间歇地、稳定的电能。 为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术手段： -种微电子器件的能量收集装置，包括： 与微能量采集器的输出端相连的N级倍压整流模块，用于将所述微能量采集器持 续输出的交流信号进行倍压整流转换为直流信号； 与所述倍压整流模块相连的储能模块，用于储存所述直流信号； 控制端与所述储能模块相连、第一端用来与微电子器件相连的第一开关模块； 一端与所述储能模块相连、另一端与所述第一开关模块的控制端相连的比较模 块，用于当所述直流电压达到上限电压值时导通所述第一开关模块，将所述直流电压输出 至所述微电子器件；当所述直流电压低于下限电压值时关闭所述第一开关模块，停止将所 述直流电压输出至所述微电子器件； 其中，所述微电子器件为间歇性工作的电子器件。 优选的，所述上限电压值为微电子器件工作电压的上限值； 所述下限电压值为微电子器件工作电压的下限值。 优选的，所述比较模块包括： 与所述储能模块相连的电阻分压模块，所述电阻分压模块包括依次串联的第一分 压模块、第二分压模块和第三分压模块，其中所述第一分压模块与所述储能模块相连，所述 第三分压模块与地相连； 与所述电阻分压模块相连的第二开关模块，其中所述第一分压模块和所述第二分 压模块的公共连接点与所述第二开关模块的第三端相连，所述第二分压模块和所述第三分 压模块的公共连接点与所述第二开关模块的第四端相连； 同相输入端与所述第二开关模块的控制端相连、反相输入端与参考电压模块相连 的比较单元，所述比较单元的输出端与所述第一开关模块的控制端相连，且所述第一开关 模块的控制端与所述第二开关模块的控制端相连。 优选的，所述N级倍压整流模块包括： 逐级相连的N个倍压整流模块，所述倍压整流模块包括电容和二极管组成的倍压 电路。 优选的，所述第一分压模块包括至少一个电阻； 所述第二分压模块包括至少一个电阻； 所述第三分压模块包括至少一个电阻。 优选的，其特征在于， 所述储能模块包括电容； 所述比较单元包括比较器。 优选的，所述比较器包括：型号为LTC1540的比较器。 优选的，还包括： 与所述第一分压模块、所述第二分压模块和所述第三分压模块并联的第一电容模 块； 与所述第二分压模块和所述第三分压模块并联的第二电容模块； 与所述第三分压模块并联的第三电容模块。 优选的，所述第一开关模块和所述第二开关模块集成在一个开关模块内。 优选的，所述开关模块包括型号为MAX4685的模拟开关。 本专利技术提供了一种微电子器件的能量收集装置，本专利技术中由于微能量采集器输出 的交流信号电压较低，不足于为微电子器件提供工作电压，所以利用倍压整流电路对交流 信号进行倍压整流，将低压交流信号转换为较高电压的直流信号，并在N级倍压整流后将 得到的直流信号进行存储。然后对已存储的直流信号总和的直流电压进行判断，当直流电 压达到上限电压值，则将直流电压供给至微电子器件，由于微电子器件的消耗电能大于微 能量采集器采集的电能，所以在为微电子器件供电期间，已存储的直流电压不断下降，当直 流电压下降到下限电压值，则停止对微电子器件供电，停止供电期间，微电子器件处于暂停 工作的状态。 然后储能模块再持续存储直流信号，直到已存储的直流电压再次达到上限电压 值，从而为微电子器件重新供电，当直流电压再次下降至下限电压值时，则停止为微电子器 件供电，从而实现周而复始为微电子器件间歇性供电。 本专利技术能够对微能量采集器采集得到的能量进行存储和处理，从而实现当能量采 集器采集得到的能量小于微电子器件的消耗电量时，仍然能够对微电子器件进行间歇性供 电。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 图1为本专利技术实施例公开的一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图2为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图3为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图4为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图5为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图6为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置的结构示意图； 图7为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置中储能模块上电 压曲线图； 图8为本专利技术实施例公开的又一种微电子器件的能量收集装置中微电子器件上 电压曲线图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1所示，本专利技术提供了一种微电子器件的能量收集装置，包括： 与微能量采集器100的输出端相连的N级倍压整流模块200,用于将所述微能量采 集器100持续输出的交流信号进行倍压整流转换为直流信号，所述直流信号的电压是所述 交流信号的电压减去倍压整流模块中的二极管正向压降后所得电压的N倍。 与所述倍压整流模块200相连的储能模块300,用于储存所述直流信号； 控制端LB1与所述储能模块300相连、第一端A用来与微电子器件400相连的第 一开关模块500 ;第二端B空置。 -端与所述储能模块300相连、另一端与所述第一开关模块500的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子器件的能量收集装置，其特征在于，包括：与微能量采集器的输出端相连的N级倍压整流模块，用于将所述微能量采集器持续输出的交流信号进行倍压整流转换为直流信号；与所述倍压整流模块相连的储能模块，用于储存所述直流信号；控制端与所述储能模块相连、第一端用来与微电子器件相连的第一开关模块；一端与所述储能模块相连、另一端与所述第一开关模块的控制端相连的比较模块，用于当所述直流电压达到上限电压值时导通所述第一开关模块，将所述直流电压输出至所述微电子器件；当所述直流电压低于下限电压值时关闭所述第一开关模块，停止将所述直流电压输出至所述微电子器件；其中，所述微电子器件为间歇性工作的电子器件。

【技术特征摘要】
1. 一种微电子器件的能量收集装置，其特征在于，包括： 与微能量采集器的输出端相连的N级倍压整流模块，用于将所述微能量采集器持续输 出的交流信号进行倍压整流转换为直流信号； 与所述倍压整流模块相连的储能模块，用于储存所述直流信号； 控制端与所述储能模块相连、第一端用来与微电子器件相连的第一开关模块； 一端与所述储能模块相连、另一端与所述第一开关模块的控制端相连的比较模块，用 于当所述直流电压达到上限电压值时导通所述第一开关模块，将所述直流电压输出至所述 微电子器件；当所述直流电压低于下限电压值时关闭所述第一开关模块，停止将所述直流 电压输出至所述微电子器件； 其中，所述微电子器件为间歇性工作的电子器件。2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上限电压值为微电子器件工作电压的 上限值； 所述下限电压值为微电子器件工作电压的下限值。3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较模块包括： 与所述储能模块相连的电阻分压模块，所述电阻分压模块包括依次串联的第一分压模 块、第二分压模块和第三分压模块，其中所述第一分压模块与所述储能模块相连，所述第三 分压模块与地相连； 与所述电阻分压模块相连的第二开关模块，其中所述第一分压模块和所述第二分压模 块的公共连接点与所述第二开关模块的第三端相连，所述第二分压模块和所述第三分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会聪，陈涛，吉张萍，黄海波，杨湛，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32