无线传感电源系统电路设计攻略 —电路图天天读（182）

2022-05-09 14:46分类：电路图阅读：

　　在全世界遭遇电力能源急缺、全球气候变暖等明显情况的情形下，人们为了更好地生活和发展趋势继而寻找和运用绿色能源技术性。绿色能源包含太阳能发电、风力、能源、震动能、海洋能，及其别的动能如身体机械能、生物化学能等动能。伴随着科技的发展，传感器网络互联网技术早已渗入到人们生产制造与生活的各个方面。无线网络通信系统早已逐渐發展到能为所有人和物品中间随时随地、随处通讯的物联网技术，互联网的经营规模急速扩张，但此外物联网技术的整体的稳定度和可持续发展观难题也更加突显。此外，为了更好地符合人们日常生活的必须，愈来愈多的控制器必须被存放在人烟稀少或是艰苦环境的地域，这种地域恶劣的环境决策了我们不能应用化学电池为传感器网络连接点供电系统，由于在那些地域拆换化学电池通常是一件不大可能的事儿。正由于那些缘故，文中才想起选用可再生资源（动态性电力能源）为无线通讯连接点磷酸原来处理这种难题。

　　一套小型温差发电器提供传感器网络互联网的系统软件。该体系以小型温差发电器做为能量，以德州仪器企业的超功耗低动能管理方法集成icBQ25504做为 DC-DC变压SPWM完成了能够从低至80mV的能量收集动能，并运用外围电路完成对能量的功率点追踪操纵，并融合动能油压缓冲器在需要时储存动能，随后根据MIC841N双电压跟随器和TPS78001超低频差线形稳压电源，完成了小型温度差动能的合理收集和运用。该体系根据高效率的动能搜集和合理的动能管理方法建立了传感器网络互联网的作用，变成了真正意义上的动能自提供传感器网络系统软件，与此同时也适应了目前在我国通讯行业翠绿色无线通信的发展趋势规定。

　　根据小型温差发电器的传感器网络节点构架实体模型

　　为了更好地达到小型温差发电器提供的传感器网络应用系统的规定，文中制定了以下的传感器网络连接点发送端系统架构图，如下图1所显示。

　　图1小型温差发电器传感器网络节点发送端构架

　　由图1得知，小型温差发电器供电系统的传感器网络节点的发送端构造由温度差电磁能回收器、具备MPPT作用的整流电路、动能油压缓冲器和系统软件负荷（传感器网络连接点）构成。温度差电磁能回收器是由热电厂变换集成ic构成的，能够依据具体的运用场合的尺寸和需要电磁能的几个决策热电厂变换集成ic面积尺寸和累加的叠加层数，用于达到不一样的应用场景。电池管理集成电路芯片主要是由至大功率点追踪控制模块（MPPT）、电磁能輸出插口、充电头（DC-DC升压模块）、动能油压缓冲器组成。在其中动能油压缓冲器电源电路由储能技术电容器、电压比较器电源电路和稳压电源电源电路组成。负荷关键包含解决感应器收集到的数据信息，并利用无线网络发送控制模块发送出来。由图1得知，在小型温差发电器供电系统的传感器网络节点中，开关电源动能管理方法电源电路（Power Management Integrated Circuit， PMIC）是至关重要的一环，它所包括的电源电路作用多而关键，是小型温差发电器动能采集系统的根本所在。

　　开关电源动能管理方法控制回路（PMIC）总体方案设计

　　在这篇文章中电池管理控制回路关键包括了以下作用，至大功率点追踪、DC-DC变压变换和动能缓存。如图2所显示，根据小型温差发电器的动能自提供传感器网络系统软件的动能收集和管电源电路主要是由集成icBQ25504、MIC841N、TPS78001和储能技术电力电容器及其他们相对应的外围电路组成。极低工作电压变压变换和管理方法集成icBQ25504，功耗低多用途电压跟随器MIC841N和线形稳压管輸出集成icTPS78001一起组成了小型温差发电器提供的传感器网络节点的温度差动能收集和管理方法应用的多种作用。

　　图2系统软件温度差动能收集和运用电路设计图

　　在这篇文章中，BQ25504电池管理集成ic关键完成了从能源变换组件中以超功耗低吸取动能。BQ25504是一个16个脚位的、3mm*3mm散装的效率高动能管理方法集成ic，16个脚位先后反方向遍布，文中根据有效地运用这种脚位的对应的作用，完成了小型动能的有效管理方法。此外，该处理器的一个明显优势是有着极低的工作中运行工作电压，这促使它还可以在稳定工作时从低至80mv的能量获取动能，并对极低工作电压开展变压变换，便于事后电源电路开展储存应用。在文中电源电路中，配搭最合适的外围电路完成了从极低输出功率能量收集电磁能的功率点追踪，这针对小型温度差动能自提供系统软件拥有非常重要的功效。与此同时根据外围电路设置过电压和欠压保护的电源电路维护，确保集成ic的稳定工作。

　　MIC841N是一个超功耗的具备内部参考工作电压的双电压跟随器。在这篇文章中根据设定其工作电压非常的限制和低限来推动后边的线形稳压电源。其运行的特征是，根据持续的检验脚位VDD上的工作电压，并与脚位LTH和HTH上制定的电压开展较为，进而明确輸出的工作电压（即脚位OUT的输入输出数据信号）的多少，从而操纵稳压电源 TPS78001的运行状态。TPS78001是TI生产制造的超功耗低稳压电源，它还可以完成电源电路输出电压的稳压管功效，根据设定对应的外围电路的电阻器主要参数，能够使輸出获得一个平稳的工作电压，那样就可以平稳地推动后边的传感器网络发送连接点。为了更好地更快的对图2设计方案电源电路开展解释说明，下边对以上原理图的每个控制模块包括的处理器和有关电子元器件，及其工作方式和作用实现具体的叙述。图2中的线路是小型温差发电器自供配电系统的整体原理图，依据具体电源电路的功能可将其区划为三个电源电路，在这里以电源电路A、B和C来替代。电源电路A是以BQ25504集成ic为关键的具备MPPT作用的DC-DC变压SPWM电源电路及其动能储存电源电路；电源电路B是以MIC841N集成ic为关键的双电压跟随器电源电路；电源电路C是以TPS78001集成ic为关键的稳压电源輸出电源电路。

　　具有MPPT作用的DC-DC变压变换及其储能技术电路原理

　　如图所示3所显示，电源电路A主要是由电磁能管理方法集成icBQ25504以及外围电路组成。最先依照如图所示3联接电源电路A的有关电子元件。TEG（Thermoelectric Generator）就是小型温差发电器，它輸出的是温度差电转化的裸工作电压。电源电路A的关键功用是MPPT、DC-DC变压转换，及其动能储存电源电路，下列对怎样完成这三个作用实现详尽描述。