一种无线传感器及其供电电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无线传感器及其供电电路，包括能量收集器、电源管理模块、储能模块和输出控制模块；能量收集器收集环境中的能量，并将能量转化为电能输出给电源管理模块；所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后输出给储能模块，并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块；所述输出控制模块对输入的直流电进行稳压，输出稳定的供电电压给无线传感器。使得无线传感器可摆脱对电池的依赖，提高了无线传感器的寿命。电源管理模块整流后输出的直流电低于储能模块的储能电压时，储能模块给所述电源管理模块放电；这样，能量收集器收集的能量能存储在储能模块中，使所述供电电路工作得更长久。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线传感器供电领域，特别涉及一种无线传感器及其供电电路。
技术介绍
进入21世纪后，人类社会高速发展，同时却带来了众多的能源和环境问题。在有 限的可利用能源和环境保护的双重制约面前，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重 大挑划。能源和环境问题越来越突出，主要表现在传统能源的不断减少及其对环境造成的 危害日益突出。为了解决能源危机，全世界都把目光投向了新能源，人们希望新能源能够缓 解目前紧张的能源供应。因此，环境中的微乳能量也称为了人们的关注焦点，人们希望将环 境中的振动能、潮汐能、电磁能、太阳能加以收集，通过技术处理后能够给低功耗的器件利 用。 随着科学技术的进步，无线传感器技术已经渗透到我们生活的各个方面。无线通 信已经逐步发展到能为人和物之间即时通信的物联网，但与此同时物联网的总体的稳定性 和可持续发展问题也越来越突出。与此同时，为了满足人们生活和生产的需要，越来越多的 传感器需要被安放在人迹罕至或者环境恶劣的地区，这些地区恶劣的环境决定了人们使用 的化学电池为无线传感器节点供电是有着先天的不足，因为在这些地区更换化学电池往往 是一件不太可能的事情。 尽管化学能电池因其方便的特点而被广泛应用，但是其有着自身的局限性。化学 能电池供电这种方式一直工作可靠，但传感器网络的可用寿命取决于电池的可用寿命。这 些电池一般能持续工作3~5年时间，在每个传感器节点中，都属于昂贵的组件。在有一些 应用中难以更换电池，而且更换电池费用高昂。因此，人们希望能实现传感器的自供电，将 自供电系统用在传感器网络系统中，可取代电池或延长电池的使用寿命。 虽然现在已经出现了一些微弱能量的收集电路，但是他们都只能收集环境中单一 种类的微弱能量，而且其电路自身的能量消耗较高，导致了能量收集的效率低。 可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种无线传感器及其 供电电路，利用环境中的能量为无线传感器供电，延长无线传感器节点的使用寿命。 为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案： -种无线传感器的供电电路，包括能量收集器、电源管理模块、储能模块和输出控 制丰吴块； 所述能量收集器收集环境中的能量，并将能量转化为电能输出给电源管理模块； 所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后输出给储能模块，并将整流后的直 流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块；所述输出控制模块对电源管理模块输出 的直流电进行稳压，输出稳定的供电电压给无线传感器；所述电源管理模块整流后输出的 直流电低于储能模块的储能电压时，所述储能模块给所述电源管理模块放电。 所述的无线传感器的供电电路中，所述电源管理模块包括： 用于对能量收集器输出的电压进行整流和限压处理的整流限压单元； 用于滤去整流限压单元输出的直流电的毛刺的滤波单元； 用于对整流限压单元输出的直流电进行稳压的降压式变换单元； 所述能量收集器连接整流限压单元的输入端，所述整流限压单元的第一输出端通 过滤波单元连接降压式变换单元，所述降压式变换单元通过输出控制模块连接无线传感 器；所述整流限压单元的第二输出端连接储能模块。 所述的无线传感器的供电电路中，所述电源管理模块包括第一芯片、第一电容、第 二电容和电感；所述第一芯片的PZ1端连接能量收集器的第一输出端，所述第一芯片的PZ2 端连接能量收集器的第二输出端；所述第一芯片的Vin端连接储能模块，所述第一芯片的 Vin2端连接第一芯片的D0端、还通过第一电容接地；所述第一芯片的GND端接地，所述第 一芯片的Vout端连接电感的一端、第二电容的一端和输出控制模块的输入端；所述电感的 另一端连接第一芯片的SW端，所述第二电容的另一端接地，所述第一芯片的Pgood端连接 输出控制模块的使能端，所述第一芯片的D1端接地。 所述的无线传感器的供电电路中，所述储能模块包括第三电容和第四电容；所述 第三电容的一端连接第一芯片的Vin端和第四电容的一端，所述第三电容的另一端接地， 所述第四电容的另一端连接第一芯片的CAP端。 所述的无线传感器的供电电路中，所述输出控制模块包括第二芯片、第五电容、第 六电容和电阻；所述第二芯片的Vin端为输出控制模块的输入端、连接电感的一端、第一芯 片的Vout端和第二电容的一端，所述第二芯片的_端为输出控制模块的使能端、连接第 二芯片的5/5端和第一芯片的Pgood端；所述第二芯片的GND端接地，所述第二芯片的Vout 端为输出控制模块的输出端、连接电阻的一端、第五电容的一端和无线传感器；所述电阻的 另一端连接第二芯片的P0R端，所述第五电容的另一端接地，所述第二芯片的C1-端通过第 六电容连接所述第二芯片的C1+端。 所述的无线传感器的供电电路中，所述第一芯片的型号为LTC3588-1。 所述的无线传感器的供电电路中，所述第二芯片的型号为LTC1515。 -种无线传感器，包括如上所述的无线传感器的供电电路。 相较于现有技术，本技术提供的一种无线传感器及其供电电路，包括能量收 集器、电源管理模块、储能模块和输出控制模块；能量收集器收集环境中的能量，并将能量 转化为电能输出给电源管理模块；所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后 输出给储能模块，并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块；所述输 出控制模块对输入的直流电进行稳压，输出稳定的供电电压给无线传感器。使得无线传感 器可摆脱对电池的依赖，提高了无线传感器的寿命。电源管理模块整流后输出的直流电低 于储能模块的储能电压时，储能模块给所述电源管理模块放电；这样，能量收集器收集的能 量多时，存储在储能模块中，在能量收集器手机的能量较少时，储能模块释放能量给电源管 理模块，使所述供电电路工作得更长久。【附图说明】 图1为本技术提供的无线传感器的供电电路的结构框图。 图2为本技术提供的无线传感器的供电电路的电路图。【具体实施方式】 本技术提供一种无线传感器及其供电电路，为使本技术的目的、技术方 案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。 请参阅图1，本技术提供的无线传感器的供电电路，包括能量收集器10、电源 管理模块20、储能模块30和输出控制模块40。 所述能量收集器10,用于收集环境中的能量，具体为微弱能量收集器，其用于收集 环境中的微弱能量。所述能量收集器可以是用来收集振动能量的振动能量收集器、收集电 磁能的电磁能量收集器、收集热能的热能收集器、收集摩擦能的摩擦能量收集器等，用以满 足应用于不同环境的能量收集。 所述电源管理模块20,用于对能量收集器10输出的电能进行整流后输出给储能 模块30,并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块40。 所述储能模块30,用于储存电源管理模块20输出的能量，在所述电源管理模块20 整流后输出的直流电低于储能模块30的储能电压时，给所述电源管理模块20放电。换而 言之，在能量收集器10收集的能量充足时，多余的能量储存在储能模块30中，在能量收集 器10收当前第1页本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感器的供电电路，其特征在于，包括能量收集器、电源管理模块、储能模块和输出控制模块；所述能量收集器收集环境中的能量，并将能量转化为电能输出给电源管理模块；所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后输出给储能模块，并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块；所述输出控制模块对电源管理模块输出的直流电进行稳压，输出稳定的供电电压给无线传感器；所述电源管理模块整流后输出的直流电低于储能模块的储能电压时，所述储能模块给所述电源管理模块放电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广忠，荣训，陈志敏，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东;44