DC-DC超低電壓升壓功能電路設計
本文設計的能量緩沖器電路是在BQ25504芯片的輸出位置通過一個二極管D1接入一個儲能電容器。通過儲能電容器的應用,本文可以實現在溫差能充足時,DC-DC轉換過后的能量不僅能夠供給無線傳感器節(jié)點使用,而且多余的能量可以存儲在儲能電容器中,實現能量的最大節(jié)約;溫差發(fā)電器采集到的電量不足的時候儲能電容器可以暫時充當能量源的角色,保證后面的無線傳感器節(jié)點有效的工作,并且由于二極管D1的存在避免了儲能電容器反向給溫差發(fā)電器充電的情況。
雙電壓比較器MIC841N為核心的比較器電路設計
在本文中,采用MIC841N作為電壓比較器,通過該比較器可以實現對儲能電容存儲電壓的檢測,并對后續(xù)的線性穩(wěn)壓器的工作狀態(tài)進行控制。如圖4所示是MIC841N的工作參考電路,本文依托參考電路,合理設置外圍電阻等器件參數,來實現其比較控制功能。
圖4 MIC841N雙電壓比較器工作參考電路
首先,如圖4所示,連接好電路,其Vin端接前面電路的儲能電容器的正極;Vin端通過電阻R2接入LTH端;LTH端和HTH端通過電阻R3相連;HTH端接電阻R4然后接地;Vout接TPS78001芯片的EN端。本文采用了TPS78001芯片作為穩(wěn)壓輸出設備。如圖6所示為TPS78001的工作參考電路圖。首先按照圖6連接電路圖。IN端接儲能電容器的正極;EN使能端接MIC841N的OUT端;OUT端和FB端之間接電阻R5;FB端接R6然后接地;OUT端輸出一個穩(wěn)定的電壓,可設置,在本文中為3V,供給后面的無線發(fā)射模塊使用。
圖6電路C穩(wěn)壓器電路原理圖
本文提供了一種基于微型溫差電池的無線傳感網絡節(jié)點自供電系統(tǒng),通過選擇BQ25504、MIC841N和TPS78001芯片,設計相關外圍電路,構建了一個完整的無線傳感網絡節(jié)點。實驗結果表明,該自供電系統(tǒng)具備啟動電壓低,能以最大功率點輸出的優(yōu)點。發(fā)射模塊傳送的距離可達62.7m,可直接放置于暖氣片、空調出風口、等物體表面,實現微弱能源的采集和利用,能有效解決無線傳感網絡節(jié)點能源供電問題,具備較高的實用價值。
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