一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路制造技术

本发明专利技术涉及微纳能源能量管理领域，具体为一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路

【技术实现步骤摘要】
一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路


[0001]本专利技术涉及微纳能源能量管理领域，具体为一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路
。

技术介绍

[0002]科学技术的进步使得无线传感网络逐渐普及到日常生活中，便携式电子设备是无线传感网络的重要应用之一
。
而续航问题是便携式电子设备发展面临的巨大难题
。
微纳能源采集，是指利用微型器件高效收集和存储环境中的能量，为系统提供持久
、
不需维护
、
自驱动的能源
。
近年来，已有研究人员开始尝试利用环境中的微纳能源，实现能量收集并将其作为电源输出，以用于解决便携式电子设备续航问题
。
[0003]微纳能源采集是指利用环境中的微纳能源，，基于压电效应
、
电磁感应等原理，将其转换为电能实现能量收集，之后将采集的能量存储在储能器件中
。
现阶段常用的微纳能源器件有电磁发电机，压电发电机和摩擦发电机等
。
针对电磁发电，压电发电和摩擦发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路，包括滤波电路
、
电子开关电路
、LC
整流储能电路
、
阈值分压电路和稳压输出电路，其特征在于：所述滤波电路的输入端连接微纳能源采集器输出的交流信号，输出端依次经电子开关电路
、LC
整流储能电路
、
阈值分压电路后与稳压输出电路相连；所述电子开关电路采用同步电感开关电路结构，包括
CMOS
电子开关
I、CMOS
电子开关
II
，
CMOS
电子开关
I
与滤波电路之间设有包络极值检测电路
I
，
CMOS
电子开关
II
与滤波电路之间设有包络极值检测电路
II
；其中包络极值检测电路
I
用于检测滤波后交流信号正半周期的电路峰值，并于信号峰值生成第一控制信号，以控制
CMOS
电子开关
I
开启；包络极值检测电路
II
用于检测滤波后交流信号负半周期的电路峰值，并于信号峰值处生成第二控制信号，以控制
CMOS
电子开关
II
开启；所述
LC
整流储能电路包括
LC
储能电容
、
用于将交流信号转变为直流信号整流电路，
LC
储能电容与整流电路相连；所述阈值分压电路用于实现阈值导通，当
LC
整流储能电路中储能电容的电压达到的上阈值后，阈值分压电路导通，稳压输出电路开始输出稳定电压供给后续电路；当储能电容电压下降到下阈值之后，阈值分压电路关闭，稳压输出截止，从而实现间歇性供能
。2.
如权利要求1所述的一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路，其特征在于：所述滤波电路为低通滤波，包括电容
Cf1、
电容
Cf2
和电感
Lf1
；所述电容
Cf1
的一端连接微纳能源采集器的一端和电感
Lf1
的一端，另一端连接微纳能源采集器的另一端和电容
Cf2
的另一端；电容
Cf2
的一端连接电感
Lf1
的另一端和
CMOS
电子开关
II
的输入端，另一端连接
CMOS
电子开关
I
的输入端
。3.
如权利要求1所述的一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路，其特征在于：所述电子开关电路具体结构如下：所述包络极值检测电路
I
包括：电阻
Rs1、
电阻
Rs2、
电容
Cs1、MOS
管
Qs1
和二极管
Ds1
；电阻
Rs1
和电容
Cs1
构成微分采样电路，电阻
Rs1
的一端与电容
Cs1
的一端相连后连接
MOS
管
Qs1
的栅极，另一端连接包络极值检测电路
I
的第二输入端；电容
Cs1
的另一端连接包络极值检测电路
I
的第一输入端；电阻
Rs2
的一端连接电阻
Rs1
的另一端和包络极值检测电路
I
的第二输入端，另一端连接
MOS
管
Qs1
的漏极和二极管
Ds1
的正极；
MOS
管
Qs1
的源极连接二极管
Ds1
的负极；二极管
Ds1
的负极连接包络极值检测电路
I
的第一输入端；所述包络极值检测电路
II
包括：电阻
Rs1'、
电阻
Rs2'、
电容
Cs1'、MOS
管
Qs1'
和二极管
Ds1'
；电阻
Rs1'
和电容
Cs1'
构成微分采样电路，电阻
Rs1'
的一端与电容
Cs1'
的一端相连后连接
MOS
管
Qs1'
的栅极，另一端连接包络极值检测电路
II
的第一输入端；电容
Cs1'
的另一端连接包络极值检测电路
II
的第二输入端；电阻
Rs2'
的一端连接电阻
Rs1'
的另一端和包络极值检测电路
II
的第一输入端，另一端连接
MOS
管
Qs1'
的漏极和二极管
Ds1'
的正极；
MOS
管
Qs1'
的源极连接二极管
Ds1'
的负极；二极管
Ds1'
的负极连接包络极值检测电路
II
的第二输入端；所述
CMOS
电子开关
I
包括
CMOS
管
Qn1
和二极管
Dn1
，
CMOS
管
Qn1
的栅极连接
MOS
管
Qs1
的漏极，即第一控制信号
Vc1
，源极连接电阻
Rs2
的一端和二极管
Dn1
的正极，漏极连接二极管
Dn1
的负极，即信号
V2
；所述
CMOS
电子开关
II
包括
CMOS
管
Qn2
和二极管
Dn2
，
CMOS
管
Qn2
的栅极连接
MOS
管
Qs1'
的
漏极，即第二控制信号
Vc2
，源极连接电阻
Rs2'
的一端和二极管
Dn2
的正极，漏极连接二极管
Dn2
的负极，即信号
V1。4.
如权利要求1所述的一种基于同步开关技术的低频微纳能源电源管理电路，其特征在于：所述
LC
整流储能电路包括电感
L、
电阻
R、
电容
C
以及整流电路；电感
L
的一端与电阻
R
的一端相连，另...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓升，侯世强，雷伯南，涂程，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：