一种微能量采集芯片、设备及其控制方法技术

本申请属于弱能量采集领域，公开了一种微能量采集芯片、设备及其控制方法；本申请通过第一储能组件至第三储能组件根据所述第一微能量电压进行充电；第一开关组件根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和微能量采集芯片的第一电压输入端，第三场效应管根据第三控制信号连通微能量采集芯片的第一电容端和微能量采集芯片的第一电压输出端以使第一储能组件至第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；第一射频组件根据第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压；第六场效应管根据第四控制信号连通第一地端电压至电源地；降低了微弱能量采集阈值，并提高了能量使用效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种微能量采集芯片、设备及其控制方法
本申请属于弱能量采集领域，尤其涉及一种微能量采集芯片、设备及其控制方法。
技术介绍
在弱能量采集领域，能量使用效率很低，以按压采集电路为例，通过按压得到微能量交流电，进而根据微能量交流电生成微能量电压，以一个周期来看，从0V到最高点，最高点的微能量电压由储能电容大小决定。在0V升至2V期间，芯片(包括微处理器和射频芯片)是无法工作的。原来的并联电路或者串联电路，只有一个系统储能电容(约2.2UF左右)，系统储能电容的正极和系统储能电容的负极分别电连接在芯片的供电正端和地。在系统工作电压低于约2V后，微处理器和射频芯片都停止工作，造成系统储能电容里存在残留电荷，微能量交流电不能有效利用，原理上只使用了最高电压到2V之间存储的电荷。因此，上述微能量采集设备存在无法利用低于微能量电压的能量从而导致地微弱能量采集的阈值高和能量使用效率低的缺陷。
技术实现思路
本申请提供了一种微能量采集芯片、设备及其控制方法，旨在解决现有技术所存在的微弱能量采集的阈值高和能量使用效率低的问题。本申请是这样实现的，一种微能量采集芯片，其与第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一射频组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第三控制端，所述第一开关组件的控制端为所述微能量采集芯片的第二控制端，所述第五场效应管的栅极和所述第六场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第四控制端，所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第五控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的漏极、所述第一单向导通组件的负极以及所述第二单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电容端，所述第二场效应管的源极以及所述第一单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第一开关组件的第一输入输出端共同构成所述微能量采集芯片的模拟地端，所述第一开关组件的第二输入输出端和所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的漏极以及所述第八场效应管的漏极共同构成所述微能量采集芯片的电源地端，所述第四场效应管的源极与所述第三场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输出端，所述第六场效应管的源极与所述第五场效应管的源极和所述第一射频组件的射频地端连接，所述第八场效应管的源极与所述第七场效应管的源极和所述第一射频组件的数据端连接，所述第一射频组件的电源端和所述第二单向导通组件的负极共同构成所述微能量采集芯片的射频电源端；所述第一储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电压输入端连接，所述第三储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电容端连接，所述第二储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的射频电源端连接，所述第二储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的第一电压输出端连接，所述第三储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的模拟地端共接于第一信号地，所述微能量采集芯片的电源地端和所述第一储能组件的第二端共接于电源地；所述第一单向导通组件和所述第二单向导通组件均配置为单向导通第一微能量电压；所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件均配置为根据所述第一微能量电压进行充电；所述第一开关组件配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；所述第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第三场效应管根据第三控制信号连通所述微能量采集芯片的第一电容端和所述微能量采集芯片的第一电压输出端以使所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；所述第一射频组件配置为根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；所述第六场效应管根据第四控制信号连通所述第一地端电压至电源地；所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号。本申请实施例还提供一种微能量采集芯片的控制方法，包括：步骤A1：通过所述第一开关组件导通以使所述微能量采集芯片的模拟地端连接电源地；所述第一储能组件根据所述第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，所述第三储能组件根据所述第一单向导通组件导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管导通以使所述第二储能组件根据所述第二单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；步骤A2：所述微能量采集芯片根据所述第一单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压工作；步骤A3：通过所述微能量采集芯片的第二控制端输入第二控制信号以控制所述第一开关组件关断，以使所述微能量采集芯片的模拟地端与电源地断开；控制所述微能量采集芯片的第一控制端输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第二端的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第一端的电压为所述第三充电电压和所述第一充电电压的和，所述第一控制信号为低电平；控制所述微能量采集芯片的第三控制端输入第三控制信号，以使所述第二储能组件的第二端的电位等于所述微能量采集芯片的第一电容端的电位，所述第二储能组件的第二端的电位等于第三储能组件的第一端的电位，以使所述第二储能组件的第一端的电压等于所述第三充电电压、所述第一充电电压以及所述第二充电电压的和以生成所述第一倍压电压，所述第三控制信号为高电平；所述第一射频组件根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压；通过所述微能量采集芯片的第四控制端输入第四控制信号以控制所述第六场效应管连通所述第一地端电压至电源地；步骤A4：所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号；所述第一射频组件根据所述第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号。本申请实施例还提供一种微能量采集设备，包括第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及如上述的微能量采集芯片。本申请实施例还提供另一种微能量采集芯片，其与第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及第一射频组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微能量采集芯片，其特征在于，其与第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一射频组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；/n所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第三控制端，所述第一开关组件的控制端为所述微能量采集芯片的第二控制端，所述第五场效应管的栅极和所述第六场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第四控制端，所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第五控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的漏极、所述第一单向导通组件的负极以及所述第二单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电容端，所述第二场效应管的源极以及所述第一单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第一开关组件的第一输入输出端共同构成所述微能量采集芯片的模拟地端，所述第一开关组件的第二输入输出端和所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的漏极以及所述第八场效应管的漏极共同构成所述微能量采集芯片的电源地端，所述第四场效应管的源极与所述第三场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输出端，所述第六场效应管的源极与所述第五场效应管的源极和所述第一射频组件的射频地端连接，所述第八场效应管的源极与所述第七场效应管的源极和所述第一射频组件的数据端连接，所述第一射频组件的电源端和所述第二单向导通组件的负极共同构成所述微能量采集芯片的射频电源端；/n所述第一储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电压输入端连接，所述第三储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电容端连接，所述第二储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的射频电源端连接，所述第二储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的第一电压输出端连接，所述第三储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的模拟地端共接于第一信号地，所述微能量采集芯片的电源地端和所述第一储能组件的第二端共接于电源地；/n所述第一单向导通组件和所述第二单向导通组件均配置为单向导通第一微能量电压；所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件均配置为根据所述第一微能量电压进行充电；所述第一开关组件配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；所述第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第三场效应管根据第三控制信号连通所述微能量采集芯片的第一电容端和所述微能量采集芯片的第一电压输出端以使所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；所述第一射频组件配置为根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；所述第六场效应管根据第四控制信号连通所述第一地端电压至电源地；所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微能量采集芯片，其特征在于，其与第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一射频组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；
所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第三控制端，所述第一开关组件的控制端为所述微能量采集芯片的第二控制端，所述第五场效应管的栅极和所述第六场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第四控制端，所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第五控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的漏极、所述第一单向导通组件的负极以及所述第二单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电容端，所述第二场效应管的源极以及所述第一单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第一开关组件的第一输入输出端共同构成所述微能量采集芯片的模拟地端，所述第一开关组件的第二输入输出端和所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的漏极以及所述第八场效应管的漏极共同构成所述微能量采集芯片的电源地端，所述第四场效应管的源极与所述第三场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输出端，所述第六场效应管的源极与所述第五场效应管的源极和所述第一射频组件的射频地端连接，所述第八场效应管的源极与所述第七场效应管的源极和所述第一射频组件的数据端连接，所述第一射频组件的电源端和所述第二单向导通组件的负极共同构成所述微能量采集芯片的射频电源端；
所述第一储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电压输入端连接，所述第三储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电容端连接，所述第二储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的射频电源端连接，所述第二储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的第一电压输出端连接，所述第三储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的模拟地端共接于第一信号地，所述微能量采集芯片的电源地端和所述第一储能组件的第二端共接于电源地；
所述第一单向导通组件和所述第二单向导通组件均配置为单向导通第一微能量电压；所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件均配置为根据所述第一微能量电压进行充电；所述第一开关组件配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；所述第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第三场效应管根据第三控制信号连通所述微能量采集芯片的第一电容端和所述微能量采集芯片的第一电压输出端以使所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；所述第一射频组件配置为根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；所述第六场效应管根据第四控制信号连通所述第一地端电压至电源地；所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号。


2.如权利要求1所述的微能量采集芯片，其特征在于，所述第一开关组件为第一耗尽型场效应管；
所述第一耗尽型场效应管的栅极为所述第一开关组件的控制端，所述第一耗尽型场效应管的漏极为所述第一开关组件的第一输入输出端，所述第一耗尽型场效应管的源极为所述第一开关组件的第二输入输出端。


3.如权利要求2所述的微能量采集芯片，其特征在于，所述第四场效应管为耗尽性场效应管。


4.一种权利要求1所述的微能量采集芯片的控制方法，其特征在于，包括：
步骤A1：通过所述第一开关组件导通以使所述微能量采集芯片的模拟地端连接电源地；所述第一储能组件根据所述第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，所述第三储能组件根据所述第一单向导通组件导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管导通以使所述第二储能组件根据所述第二单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；
步骤A2：所述微能量采集芯片根据所述第一单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压工作；
步骤A3：通过所述微能量采集芯片的第二控制端输入第二控制信号以控制所述第一开关组件关断，以使所述微能量采集芯片的模拟地端与电源地断开；控制所述微能量采集芯片的第一控制端输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第二端的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件的第一端的电压为所述第三充电电压和所述第一充电电压的和，所述第一控制信号为低电平；控制所述微能量采集芯片的第三控制端输入第三控制信号，以使所述第二储能组件的第二端的电位等于所述微能量采集芯片的第一电容端的电位，所述第二储能组件的第二端的电位等于第三储能组件的第一端的电位，以使所述第二储能组件的第一端的电压等于所述第三充电电压、所述第一充电电压以及所述第二充电电压的和以生成所述第一倍压电压，所述第三控制信号为高电平；所述第一射频组件根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压；通过所述微能量采集芯片的第四控制端输入第四控制信号以控制所述第六场效应管连通所述第一地端电压至电源地；
步骤A4：所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号；所述第一射频组件根据所述第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号。


5.一种微能量采集设备，其特征在于，包括第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及如权利要求1至3任意一项所述的微能量采集芯片。


6.如权利要求5所述的微能量采集设备，其特征在于，所述微能量采集设备还包括：
与所述第一储能组件、所述微能量采集芯片以及所述第一单向导通组件连接，配置为根据第一微能量交流电生成所述第一微能量电压的第一整流组件。


7.一种微能量采集芯片，其特征在于，其与第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：武文静，
申请(专利权)人：武文静，
类型：发明
国别省市：广东;44