微型溫差電池的無線傳感器節(jié)點自供電系統(tǒng)設計
在本文中,BQ25504電源管理芯片主要實現(xiàn)了從熱能轉換模塊中以超低功耗汲取能量。BQ25504是一個16個引腳的、3mm*3mm分裝的高效率能量管理芯片,16個引腳依次逆時針分布,本文通過合理地應用這些引腳的相應的功能,實現(xiàn)了微型能量的高效管理。除此之外,該芯片的一個顯著優(yōu)點是擁有超低的工作啟動電壓,這使得它可以在穩(wěn)定工作時從低至80mv的能量源提取能量,并對超低電壓進行升壓轉換,以便后續(xù)電路進行存儲使用。在本文電路中,搭配合適的外圍電路實現(xiàn)了從超低功率能量源采集電能的最大功率點跟蹤,這對于微型溫差能量自供給系統(tǒng)有著至關重要的作用。同時通過外圍電路設定過壓和欠壓的電路保護,保證芯片的穩(wěn)定工作。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/275626.htmMIC841N是一個超低功耗的具有內(nèi)部參考電壓的雙電壓比較器。在本文中通過設置其電壓比較的上限和下限來驅動后面的線性穩(wěn)壓器。其工作的特點是,通過不斷的檢測引腳VDD上的電壓,并與引腳LTH和HTH上設定的工作電壓進行比較,從而確定輸出的電壓(即引腳OUT的輸出信號)的高低,進而控制穩(wěn)壓器TPS78001的工作狀態(tài)。
TPS78001是TI生產(chǎn)的超低功耗穩(wěn)壓器,它可以實現(xiàn)電路輸出電壓的穩(wěn)壓作用,通過設置相應的外圍電路的電阻參數(shù),可以使輸出得到一個穩(wěn)定的電壓,這樣就可以穩(wěn)定地驅動后面的無線傳感器發(fā)射節(jié)點。
為了更好的對圖2設計電路進行解釋說明,下面對上述電路圖的各個模塊包含的芯片和相關電子元件,以及工作方式和功能進行詳細的描述。
圖2中的電路是微型溫差發(fā)電器自供電系統(tǒng)的總體電路圖,根據(jù)實際電路的作用可將其劃分為三個電路,在此以電路A、B和C來代替。
電路A是以BQ25504芯片為核心的具有MPPT功能的DC-DC升壓變換器電路以及能量存儲電路;電路B是以MIC841N芯片為核心的雙電壓比較器電路;電路C是以TPS78001芯片為核心的穩(wěn)壓器輸出電路。
2.2具備MPPT功能的DC-DC升壓轉換以及儲能電路設計
如圖3所示,電路A主要是由電能管理芯片BQ25504及其外圍電路構成。
首先按照如圖3連接電路A的相關電子元器件。TEG(Thermoelectric Generator)即是微型溫差發(fā)電器,它輸出的是溫差電轉換的裸電壓。電路A的主要功能是MPPT、DC-DC升壓變換,以及能量存儲電路,以下對如何實現(xiàn)這三個功能進行詳細敘述。
圖3帶MPPT功能的DC-DC升壓電路和能量存儲電路原理圖
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