一種無(wú)線(xiàn)傳感器及其供電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)傳感器供電領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)線(xiàn)傳感器及其供電電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入21世紀(jì)后，人類(lèi)社會(huì)高速發(fā)展，同時(shí)卻帶來(lái)了眾多的能源和環(huán)境問(wèn)題。在有 限的可利用能源和環(huán)境保護(hù)的雙重制約面前，人類(lèi)面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重 大挑劃。能源和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)能源的不斷減少及其對(duì)環(huán)境造成的 危害日益突出。為了解決能源危機(jī)，全世界都把目光投向了新能源，人們希望新能源能夠緩 解目前緊張的能源供應(yīng)。因此，環(huán)境中的微乳能量也稱(chēng)為了人們的關(guān)注焦點(diǎn)，人們希望將環(huán) 境中的振動(dòng)能、潮汐能、電磁能、太陽(yáng)能加以收集，通過(guò)技術(shù)處理后能夠給低功耗的器件利 用。
[0003] 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)方面。無(wú)線(xiàn)通 信已經(jīng)逐步發(fā)展到能為人和物之間即時(shí)通信的物聯(lián)網(wǎng)，但與此同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的總體的穩(wěn)定性 和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題也越來(lái)越突出。與此同時(shí)，為了滿(mǎn)足人們生活和生產(chǎn)的需要，越來(lái)越多的 傳感器需要被安放在人跡罕至或者環(huán)境惡劣的地區(qū)，這些地區(qū)惡劣的環(huán)境決定了人們使用 的化學(xué)電池為無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)供電是有著先天的不足，因?yàn)樵谶@些地區(qū)更換化學(xué)電池往往 是一件不太可能的事情。
[0004] 盡管化學(xué)能電池因其方便的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但是其有著自身的局限性?；瘜W(xué) 能電池供電這種方式一直工作可靠，但傳感器網(wǎng)絡(luò)的可用壽命取決于電池的可用壽命。這 些電池一般能持續(xù)工作3~5年時(shí)間，在每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中，都屬于昂貴的組件。在有一些 應(yīng)用中難以更換電池，而且更換電池費(fèi)用高昂。因此，人們希望能實(shí)現(xiàn)傳感器的自供電，將 自供電系統(tǒng)用在傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可取代電池或延長(zhǎng)電池的使用壽命。
[0005] 雖然現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些微弱能量的收集電路，但是他們都只能收集環(huán)境中單一 種類(lèi)的微弱能量，而且其電路自身的能量消耗較高，導(dǎo)致了能量收集的效率低。
[0006] 可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)線(xiàn)傳感器及其 供電電路，利用環(huán)境中的能量為無(wú)線(xiàn)傳感器供電，延長(zhǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的使用壽命。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案：
[0009] -種無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路，包括能量收集器、電源管理模塊、儲(chǔ)能模塊和輸出控 制豐吳塊；
[0010] 所述能量收集器收集環(huán)境中的能量，并將能量轉(zhuǎn)化為電能輸出給電源管理模塊； 所述電源管理模塊對(duì)能量收集器輸出的電能進(jìn)行整流后輸出給儲(chǔ)能模塊，并將整流后的直 流電進(jìn)行濾波、限壓處理后輸出給輸出控制模塊；所述輸出控制模塊對(duì)電源管理模塊輸出 的直流電進(jìn)行穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的供電電壓給無(wú)線(xiàn)傳感器；所述電源管理模塊整流后輸出的 直流電低于儲(chǔ)能模塊的儲(chǔ)能電壓時(shí)，所述儲(chǔ)能模塊給所述電源管理模塊放電。
[0011] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述電源管理模塊包括：
[0012] 用于對(duì)能量收集器輸出的電壓進(jìn)行整流和限壓處理的整流限壓?jiǎn)卧?br>[0013] 用于濾去整流限壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟姷拿痰臑V波單元；
[0014] 用于對(duì)整流限壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟娺M(jìn)行穩(wěn)壓的降壓式變換單元；
[0015] 所述能量收集器連接整流限壓?jiǎn)卧妮斎攵?，所述整流限壓?jiǎn)卧牡谝惠敵龆送?過(guò)濾波單元連接降壓式變換單元，所述降壓式變換單元通過(guò)輸出控制模塊連接無(wú)線(xiàn)傳感 器；所述整流限壓?jiǎn)卧牡诙敵龆诉B接儲(chǔ)能模塊。
[0016] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述電源管理模塊包括第一芯片、第一電容、第 二電容和電感；所述第一芯片的PZ1端連接能量收集器的第一輸出端，所述第一芯片的PZ2 端連接能量收集器的第二輸出端；所述第一芯片的Vin端連接儲(chǔ)能模塊，所述第一芯片的 Vin2端連接第一芯片的D0端、還通過(guò)第一電容接地；所述第一芯片的GND端接地，所述第 一芯片的Vout端連接電感的一端、第二電容的一端和輸出控制模塊的輸入端；所述電感的 另一端連接第一芯片的SW端，所述第二電容的另一端接地，所述第一芯片的Pgood端連接 輸出控制模塊的使能端，所述第一芯片的D1端接地。
[0017] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述儲(chǔ)能模塊包括第三電容和第四電容；所述 第三電容的一端連接第一芯片的Vin端和第四電容的一端，所述第三電容的另一端接地， 所述第四電容的另一端連接第一芯片的CAP端。
[0018] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述輸出控制模塊包括第二芯片、第五電容、第 六電容和電阻；所述第二芯片的Vin端為輸出控制模塊的輸入端、連接電感的一端、第一芯 片的Vout端和第二電容的一端，所述第二芯片的_端為輸出控制模塊的使能端、連接第 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 端為輸出控制模塊的輸出端、連接電阻的一端、第五電容的一端和無(wú)線(xiàn)傳感器；所述電阻的 另一端連接第二芯片的P0R端，所述第五電容的另一端接地，所述第二芯片的C1-端通過(guò)第 六電容連接所述第二芯片的C1+端。
[0019] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述第一芯片的型號(hào)為L(zhǎng)TC3588-1。
[0020] 所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路中，所述第二芯片的型號(hào)為L(zhǎng)TC1515。
[0021] -種無(wú)線(xiàn)傳感器，包括如上所述的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路。
[0022] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線(xiàn)傳感器及其供電電路，包括能量收 集器、電源管理模塊、儲(chǔ)能模塊和輸出控制模塊；能量收集器收集環(huán)境中的能量，并將能量 轉(zhuǎn)化為電能輸出給電源管理模塊；所述電源管理模塊對(duì)能量收集器輸出的電能進(jìn)行整流后 輸出給儲(chǔ)能模塊，并將整流后的直流電進(jìn)行濾波、限壓處理后輸出給輸出控制模塊；所述輸 出控制模塊對(duì)輸入的直流電進(jìn)行穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的供電電壓給無(wú)線(xiàn)傳感器。使得無(wú)線(xiàn)傳感 器可擺脫對(duì)電池的依賴(lài)，提高了無(wú)線(xiàn)傳感器的壽命。電源管理模塊整流后輸出的直流電低 于儲(chǔ)能模塊的儲(chǔ)能電壓時(shí)，儲(chǔ)能模塊給所述電源管理模塊放電；這樣，能量收集器收集的能 量多時(shí)，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能模塊中，在能量收集器手機(jī)的能量較少時(shí)，儲(chǔ)能模塊釋放能量給電源管 理模塊，使所述供電電路工作得更長(zhǎng)久。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型提供的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024] 圖2為本實(shí)用新型提供的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本實(shí)用新型提供一種無(wú)線(xiàn)傳感器及其供電電路，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方 案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理 解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026] 請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供的無(wú)線(xiàn)傳感器的供電電路，包括能量收集器10、電源 管理模塊20、儲(chǔ)能模塊30和輸出控制模塊40。
[0027] 所述能量收集器10,用于收集環(huán)境中的能量，具體為微弱能量收集器，其用于收集 環(huán)境中的微弱能量。所述能量收集器可以是用來(lái)收集振動(dòng)能量的振動(dòng)能量收集器、收集電 磁能的電磁能量收集器、收集熱能的熱能收集器、收集摩擦能的摩擦能量收集器等，用以滿(mǎn) 足應(yīng)用于不同環(huán)境的能量收集。
[0028] 所述電源管理模塊20,用于對(duì)能量收集器10輸出的電能進(jìn)行整流后輸出給儲(chǔ)能 模塊30,并將整流后的直流電進(jìn)行濾波、限壓處理后輸出給輸出控制模塊40。
[0029] 所述儲(chǔ)能模塊30,用于儲(chǔ)存電源管理模塊20輸出的能量，在所述電源管理模塊20 整流后輸出的直流電低于儲(chǔ)能模塊30的儲(chǔ)能電壓時(shí)，給所述電源管理模塊20放電。換而 言之，在能量收集器10收集的能量充足時(shí)，多余的能量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)能模塊30中，在能量收集 器10收