用于低功耗电路的微安级充放电控制电路及低功耗电路制造技术

本实用新型专利技术涉及用于低功耗电路的微安级充放电控制电路及低功耗电路。微安级充放电控制电路充放电容C4的充电控制由低压差线性稳压器与场效应管构成，场效应管的栅极接在LDO的输出端，VT1的源极接在LDO的输入端。本方案利用LDO输入与输出的压差控制VT1的导通与截止。VD4输入不足以提供系统主电功耗时，LDO的输入与输出的压差，不足以打开场效应管VT1。当VD4的输出能量足够驱动主系统负载时，LDO的输入与输出的压差，将足以打开场效应管VT1。这时从环境能量中采集到的多余的能量将保存在储能电容C4之中，实现供电的同时将多余电能储存起来。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于低功耗电路中的充放电控制电路，特别涉及用于低功耗电路中，达到微安级的微安级充放电控制电路。同时，本技术还涉及具有所述微安级充放电控制电路的低功耗电路。
技术介绍
目前业界使用的低功耗电路系统普遍使用电池供电。由于电池使用有寿命限制， 因此需要采集外部环境能量来补偿电池，达到提高电池使用寿命的效果。环境能量通常包括太阳能、振动能、电磁能等等。环境能量采集到电路系统中之后，有两方面的用途，一方面用于微功耗主系统的工作；另一方面用于能量储存(通常使用电容实现)，备用大功率的应用。环境能量通常都是非常微弱的，从采集机构得到的能量通常是微瓦级。传统的充放电控制电路，属于毫安级电流控制，不适用于低功耗的应用场合。对于微安级电流的充放电路径控制，目前业界还没有成熟的方案。虽然理论上可以使用现有的纳安级低功耗比较器实现，但是成本较高，只具有理论意义。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提出一种用于低功耗电路的的微安级充放电控制电路，涉及充电路径控制技术，是一种极低功耗、极低成本、高可靠性的技术。本技术填补了环境能量采集领域，特别是微安级充放电路径控制技术的空缺。另外本技术还提供具有所述微安级充放电控制电路的低功耗电路。本技术提供的用于低功耗电路的微安级充放电控制电路采用的主要技术方案为包括倍压整流电路，所述倍压整流电路接收低功耗电路中电源采集机构输入的电流， 还包括供电电路以及信号处理电路；所述供电电路包括第一供电支路、第二供电支路、和第三供电支路；所述第一供电支路中串联有电池和第三二极管，所述第二供电支路中串联有第四二极管，所述第三供电支路中包括场效应管和第五二极管以及储能电容，所述信号处理电路包括低压差线性稳压器；所述第三二极管、第四二极管和第五二极管的一端与所述低压差线性稳压器的输入端相连，所述第四二极管的另一端与所述倍压整流电路相连，所述低压差线性稳压器的输入端还与所述场效应管的源极相连，所述低压差线性稳压器的输出端与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极和第五二极管的另一端共同与所述储能电容的一端连接，所述储能电容另一端接地。本技术提供的用于低功耗电路的微安级充放电控制电路还采用如下附属技术方案所述信号处理电路还包括第五电容和第六电容，所述第五电容的一端接入所述低压差线性稳压器的输入端、另一端接地，所述第六电容的一端接入所述场效应管的栅极、另一端接地，所述低压差线性稳压器的接地端接地。所述电池的一端接地、另一端与所述第三二极管另一端连接。所述第四二极管的另一端与所述倍压整流电路的输出相连。所述倍压整流电路包括瞬态抑制二极管、第一电容、第二电容、第三电容、稳压二极管、以及桥式整流电路，所述桥式整流电路的3脚与4脚之间连接有所述瞬态抑制二极管，所述桥式整流电路的2脚和3脚之间连接有所述第一电容，且所述桥式整流电路的2 脚接地，所述桥式整流电路的1脚和3脚之间连接有所述第二电容，所述第三电容的一端与稳压二极管的一端接地、另一端与所述桥式整流电路的1脚一同与所述第四二极管的另一端相连。所述瞬态抑制二极管的两端与低功耗电路中的电源采集机构相连，吸收过大的尖峰电流。采用本技术提供的具有微安级充放电控制电路的低功耗电路采用的主要技术方案为包括电源采集机构，所述电源采集机构与所述倍压整流电路相连，用于低功耗电路的微安级充放电控制电路包括倍压整流电路，所述倍压整流电路接收低功耗电路中电源采集机构输入的电流，还包括供电电路以及信号处理电路；所述供电电路包括第一供电支路、第二供电支路、和第三供电支路；所述第一供电支路中串联有电池和第三二极管，所述第二供电支路中串联有第四二极管，所述第三供电支路中包括场效应管和第五二极管以及储能电容，所述信号处理电路包括低压差线性稳压器；所述第三二极管、第四二极管和第五二极管的一端与所述低压差线性稳压器的输入端相连，所述第四二极管的另一端与所述倍压整流电路相连，所述低压差线性稳压器的输入端还与所述场效应管的源极相连，所述低压差线性稳压器的输出端与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极和第五二极管的另一端共同与所述储能电容的一端连接，所述储能电容另一端接地。采用本技术提供的用于低功耗电路的微安级充放电控制电路带来的有益效果为(1)充放电容C4的充电控制由低压差线性稳压器LDO与场效应管VTl构成，VTl的栅极(3脚)接在LDO的输出端(3脚)，VT1的源极G脚)接在LDO的输入端O脚)。本方案利用LDO输入与输出的压差控制VTl的导通与截止。VT4输入不足以提供系统主电功耗时，LDO的输入与输出的压差，不足以打开场效应管VT1。当VD4的输出能量足够驱动主系统负载时，LDO的输入与输出的压差，将足以打开场效应管VT1。这时从环境能量中采集到的多余的能量将保存在储能电容C4之中，实现供电的同时将多余电能储存起来。0)3个供电支路，第一供电支路由电池供电，第二供电支路直接由倍压整流电路输入供电，第三支路由储能电容C4放电供电。3个供电支路中分别串有第三二极管、第四二极管、第五二极管， 这三个二极管的特性是输出电压高于输入电压截止，输出电压小于输入电压导通。当环境能量电源输入电压足够高时优先使用第四二极管VD4输出电源。当第四二极管VD4输出很小时，系统比较第三二极管VD3与第五二极管VD5的输出，当充放电容C4充电电压高于电池电压时优先使用第五二极管VD5输出电源。当环境能量与电容储能均不足时，才使用电池电源，此时电源由第三二极管VD3输出，其他两路二极管截止。始终保持3个供电支路中只有1路供电。从而保证负载供电的持续，持久。该设计，实现了从外界环境采集到的微小能量充放电路径的控制。当环境能量较小时，环境能量将只提供给主系统负载；当环境能量较大时，除了提供主系统工作之外的多余能量，将被储存在充放(法拉)电容之中。附图说明图1为本技术微安级充放电控制电路的电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步的详述如图1所示，为技术提供的一种用于低功耗电路的微安级充放电控制电路， 包括倍压整流电路，所述倍压整流电路接收低功耗电路中电源采集机构输入的电流，还包括供电电路以及信号处理电路；所述供电电路包括第一供电支路、第二供电支路、和第三供电支路。所述第一供电支路中串联有电池BTl和第三二极管VD3，所述第二供电支路中串联有第四二极管VD4，所述第三供电支路中包括场效应管VTl和第五二极管VD5以及储能电容C4，所述信号处理电路包括低压差线性稳压器LD0。所述第三二极管VD3、第四二极管VD4和第五二极管VD5的一端与所述低压差线性稳压器LDO的输入端2脚相连，所述第四二极管VD4的另一端与所述倍压整流电路相连，所述低压差线性稳压器LDO的输入端2脚还与所述场效应管VTl的源极4脚相连，所述低压差线性稳压器LDO的输出端3脚与所述场效应管VTl的栅极3脚相连，所述场效应管VTl的漏极1脚、2脚、5脚、6脚和第五二极管VD5的另一端共同与所述储能电容C4的一端连接，所述充放电容C4另一端接地。所述信号处理电路还包括第五电容C5和第六电容C6，所述第五电容C5的一端接入所述低压差线性稳压器LDO的输入端2脚、另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于低功耗电路的微安级充放电控制电路，其特征在于：包括倍压整流电路，所述倍压整流电路接收低功耗电路中电源采集机构输入的电流，还包括供电电路以及信号处理电路；所述供电电路包括第一供电支路、第二供电支路、和第三供电支路；所述第一供电支路中串联有电池和第三二极管，所述第二供电支路中串联有第四二极管，所述第三供电支路中包括场效应管和第五二极管以及储能电容，所述信号处理电路包括低压差线性稳压器；所述第三二极管、第四二极管和第五二极管的一端与所述低压差线性稳压器的输入端相连，所述第四二极管的另一端与所述倍压整流电路相连，所述低压差线性稳压器的输入端还与所述场效应管的源极相连，所述低压差线性稳压器的输出端与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极和第五二极管的另一端共同与所述储能电容的一端连接，所述储能电容另一端接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁月春，董良，
申请(专利权)人：北京科锐配电自动化股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11