本发明实施例涉及传感器电源,特别涉及一种能量收集电路、供电装置和传感设备。
背景技术:
1、传感器广泛应用于各个领域,每一个传感器都必须要有电源供电才能运行。
2、目前,传感器供电方法都是采用电池供电或者ac/dc适配器供电。如果采用电池供电方法,一旦电池能量耗尽,传感器就不能工作,就不得不更换电池。如果数十亿、甚至上百亿的传感器的电池需要更换,这是一个非常繁重的工作。有些传感器在人手很难触及的地方,这也增加了更换电池的难度。而如果采用ac/dc适配器的供电方法,每个传感器必须会增加一条交流电缆线接到市电交流插座;这种供电方法,不适合大规模使用传感器。还有一种电源供电技术是采用环境能量收集的方法,将环境能量收集,然后转换成电能给传感器供电。环境能量可以是太阳光、室内光、振动、温差、射频电磁波、电缆电流等能源。然而,大多环境能量的能量密度比较低,转换的功率甚至低至微瓦。因此,需要设计一种能够将环境能量发电装置所产生的微能量进行转换的电路,以供给传感器使用。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的是提供一种能量收集电路、供电装置和传感设备,能够将环境能量发电装置产生的微能量进行转换并存储,后续可为传感器供电。
2、第一方面,本发明实施方式采用的一个技术方案是:提供一种能量收集电路,包括:谐振模块、多级升压模块、开关模块和储能模块;所述谐振模块的输入端用于连接环境能量发电装置,所述谐振模块的输出端连接所述多级升压模块的输入端,所述多级升压模块的第一输出端连接所述开关模块的第一端,所述多级升压模块的第二输出端连接所述开关模块的第二端,所述开关模块的第三端连接所述储能模块;其中,所述谐振模块用于基于所述环境能量发电装置产生的交流电压进行谐振,并输出谐振电压至所述多级升压模块;所述多级升压模块用于基于所述谐振电压进行多次升压,并通过所述第一输出端输出第一电压至所述开关模块的第一端、以及通过所述第二输出端输出第二电压至所述开关模块的第二端;所述开关模块用于基于所述第一电压与所述第二电压建立所述开关模块的第二端和第三端之间的连接,以使所述多级升压模块输出所述第二电压至所述储能模块。
3、在一些实施例中,所述多级升压模块包括多级电荷泵;所述多级电荷泵的输入端连接所述谐振模块的输出端,所述多级电荷泵的第一输出端连接所述开关模块的第一端,所述多级电荷泵的第二输出端连接所述开关模块的第二端。
4、在一些实施例中,所述多级电荷泵包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和第三电容;所述第一二极管的阳极分别连接所述谐振模块的输出端和所述第一电容的第一端,所述第一二极管的阴极分别连接所述开关模块的第一端、所述第二电容的第一端和所述第二二极管的阳极,所述第二二极管的阴极分别连接所述第一电容的第二端和所述第三二极管的阳极,所述第三二极管的阴极分别连接所述开关模块的第二端和所述第三电容的第一端,所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端均接地。
5、在一些实施例中,所述开关模块包括开关管和储能单元;所述第一输出端连接所述储能单元的第一端,所述储能单元的第二端连接所述开关管的第一端,所述储能单元的第三端分别连接所述第二输出端和所述开关管的第二端,所述开关管的第三端连接所述储能模块。
6、在一些实施例中,所述储能单元包括第四电容和第一电阻;所述第一电阻的第一端连接所述第一输出端,所述第一电阻的第二端分别连接所述第四电容的第一端和所述开关管的第一端,所述第四电容的第二端分别连接所述第二输出端和所述开关管的第二端。
7、在一些实施例中,开关模块还包括第二电阻;所述第二电阻的第一端连接所述第二输出端,所述第二电阻的第二端分别连接所述开关管的第二端和所述储能单元的第三端。
8、在一些实施例中,所述储能单元包括第五电容;所述第五电容的第一端连接所述开关模块的第三端,所述第五电容的第二端接地。
9、在一些实施例中,所述谐振模块包括谐振电容和谐振电感;所述谐振电感的第一端用于连接所述环境能量发电装置,所述谐振电感的第二端分别连接所述多级升压模块的输入端和所述谐振电容的第一端,所述谐振电容的第二端接地。
10、第二方面,本发明实施例还提供一种供电装置,该供电装置包括如第一方面任意一项实施例所述的能量收集电路。
11、第三方面,本发明实施例还提供一种传感设备,该传感设备包括如第二方面所述的供电装置。
12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明提供一种能量收集电路、供电装置和传感设备,包括谐振模块、多级升压模块、开关模块和储能模块;谐振模块的输入端用于连接环境能量发电装置、输出端连接多级升压模块的输入端,多级升压模块的第一输出端连接开关模块的第一端、第二输出端连接开关模块的第二端,开关模块的第三端连接储能模块;其中,多级升压模块基于谐振模块基于环境能量发电装置产生的交流电流谐振后的谐振电压进行多次升压;开关模块基于多级升压模块输出的第一电压与第二电压建立开关模块的第二端和第三端之间的连接,以使多级升压模块输出第二电压至储能模块,该能量收集电路中通过多级升压模块对环境能量发电装置产生的微能量进行转换,并通过开关模块将转换后的能量存储于储能模块中,后续可利用储能模块为传感器供电。
1.一种能量收集电路,其特征在于,包括:谐振模块、多级升压模块、开关模块和储能模块;
2.根据权利要求1所述的能量收集电路,其特征在于,所述多级升压模块包括多级电荷泵;
3.根据权利要求2所述的能量收集电路,其特征在于,所述多级电荷泵包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和第三电容;
4.根据权利要求1-3任意一项所述的能量收集电路,其特征在于,所述开关模块包括开关管和储能单元;
5.根据权利要求4所述的能量收集电路,其特征在于,所述储能单元包括第四电容和第一电阻;
6.根据权利要求5所述的能量收集电路,其特征在于,所述开关模块还包括第二电阻;
7.根据权利要求1-3任意一项所述的能量收集电路,其特征在于,所述储能单元包括第五电容;
8.根据权利要求1-3任意一项所述的能量收集电路,其特征在于,所述谐振模块包括谐振电容和谐振电感;
9.一种供电装置,其特征在于,包括如权利要求1-8任意一项所述的能量收集电路。
10.一种传感设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的供电装置。
