低电压启动的微能量收集管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低电压启动的微能量收集管理系统，本发明专利技术实现了可在0.7V,360nA启动的微能量收集和电源管理系统，将能量收集启动功率降低到了0.252μW，能够显著提高能量收集的灵敏度；本发明专利技术可用于微弱光照、低振动强度、微小温差等环境中的能量收集，而且本发明专利技术尤其适用于基于射频能量收集的场景中；经试验，本发明专利技术能够运行的最小射频输入功率‑20.5dBm@915MHz，能够有效扩展射频能量收集的空间范围。

Micro energy collection and management system with low voltage start

【技术实现步骤摘要】
低电压启动的微能量收集管理系统
本专利技术涉及微能量收集领域，更具体地说，涉及一种低电压启动的微能量收集管理系统。
技术介绍
能量收集是实现无源物联网等低功耗电路系统长期免维护运行的一项关键技术。通过捕获环境中的这些能量，如照明、温差、振动和电磁波(射频能量)，可以让低功耗电子器件正常工作。而在这些微功率能源中，来自射频发射器的能量具有独特的优势，包括随距离变化可预测和一致的功率，能够使得无源物联网远离电池和有线供电的束缚。环境射频能量如今可以从全球数百亿个无线发射器获得，而且发射器的数量还在不断增长，包括移动电话、手持无线电设备、移动基站以及电视/无线广播台等，捕获这类能量有助于创建各种新的无源物联网设备。目前，专门用于射频能量收集的专用集成电路/模块还比较少见，来自美国的Powercast、TI和比利时的E-Peas提供了目前为数不多的商业解决方案。P2110B是Powercast最具代表性的射频能量收集模块，启动电压1.25V，启动电流3.9μA，启动功率4.9μW，模块能够运行的最小射频输入功率-11dBm@915MHz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低电压启动的微能量收集管理系统，其特征在于，包含：/n储能器件，储能器件的一端接地，另一端用于连接RF转DC模块的输出端，其中RF转DC模块的输入端连接射频能量收集天线，用于将射频能量转换为直流电进行输出；/n电压监视芯片，具有输入端口以及指示输出端口，输入端口连接储能器件的所述另一端，指示输出端口用于电压监视芯片正常工作时，在所述输入端口输入的电压大于电压阈值V

【技术特征摘要】
1.一种低电压启动的微能量收集管理系统，其特征在于，包含：
储能器件，储能器件的一端接地，另一端用于连接RF转DC模块的输出端，其中RF转DC模块的输入端连接射频能量收集天线，用于将射频能量转换为直流电进行输出；
电压监视芯片，具有输入端口以及指示输出端口，输入端口连接储能器件的所述另一端，指示输出端口用于电压监视芯片正常工作时，在所述输入端口输入的电压大于电压阈值VThreshold时，输出高电平，否则输出低电平；
第一N型开关管，S极接地，G极连接所述指示输出端口；
第一上拉电阻，一端接第一N型开关管的D极，一端连接储能器件的所述另一端；
P型开关管，G极连接第一N型开关管的D极，S极连接储能器件的所述另一端；
第二N型开关管，S极连接储能器件的所述另一端；
输入电容，一端接地，另一端分别连接P型开关管的D极和第二N型开关管的S极；
DC/DC转换芯片，两个电源输入端连接在输入电容的两端；DC/DC转换芯片的最小启动电压VIn_Startup小于或等于电压监视芯片的启动电压VThreshold；
输出电容，一端接地，另一端连接DC/DC转换芯片的输出端；
去耦电容，一端接地，另一端连接输出电容的所述另一端，且用于与系统负载芯片的电源输入端连接；所述系统负载芯片具有高/低电平输出端；
第二上拉电阻，一端连接输出电容的所述另一端，另一端连接第二N型开关管的G极，且第二上拉电阻的所述另一端用于连接所述高/低电平输出端；
第一N型开关管为NMOS且满足：VDDL＜VGS(th)＜VThreshold，VGS(th)为NMOS的门限电压，VDDL是电压监视芯片能够正常运行的最小工作电压；或，第一N型开关管为PNP晶体管且满足VDDL＜Vbe＜VThreshold，Vbe为PNP晶体管的b极和e极之间的静态直流电压；
所述储能器件的漏电流ILeakage、电压监视芯片的静态电流IMonitor满足：ILeakage+IMonitor_≤360nA；VThreshold、VIn_Startup满...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢桂辉，焦向开，徐浪，魏权，刘子扬，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42