[发明专利]复合微能源电源输出管理控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种供电装置，特别涉及一种复合微能源电源输出管理控制系 统。

背景技术

电子产品小型化、微型化、集成化、低功耗化是当今世界技术发展的大势 所趋。随着MEMS技术的不断发展，人们已能制造出许多MEMS器件和产品， 但是如何给MEMS器件供能成了目前亟待解决的问题。由于传统的电池尺寸大 难以集成到MEMS产品中，不能满足系统长期工作的需要，更不能满足迅速发 展的象无线传感网络、遥控系统和嵌入式结构电路等集成电路和MEMS传感器 需要单独供电电源的要求，亟待研究和开发出具有体积小、长寿命、能反复使 用的新型微能源系统。

迄今为止，微能源的研究和开发的主要思路依然主要集中在两个方面。一 个方面是以现有的常规能源为基础，采用MEMS技术开发与制造微能源器件， 譬如众所周知的微型燃料电池、微型锂电池、微型太阳电池、微型热电池等等。 这些微能源器件中，不少的能量解决方案只适合用于短寿命工作周期。微型太 阳电池适合于长寿命工作周期，但在无光的情况下就很难提供能量。另一个方 面是从环境振动中获取能量，研究将环境振动转换为电能的微型发电装置或发 电机，突出的工作主要集中在基于静电式、电磁式或压电式机电耦合转换原理 的微能源发电器件或装置的研究开发方面。环境振动能量的持续性可以使这类 器件适合于长寿命工作周期，但由于每个器件只能产生非常小的电力，一般在 微瓦到毫瓦级之间，虽然对微功耗系统已经足够，但却不能满足许多负载工作 的要求。因此，采用多模式、多器件协同进行能量转换，研究基于MEMS技术 的复合微能源系统，应该是微能源发展的重要方向之一，也应该是微能源技术 应用可供选择的电源方案之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合微能源电源输出管理控制系统，通过设 计一种可连接多个微型发电装置的电源输出自主控制电路，可满足复合微能源 系统间歇式为负载提供大电流输出的要求。

本发明的目的是提供一种复合微能源电源输出管理控制系统，所述复合微 能源电源输出管理控制系统包括负载供能组和自主控制电路供能组；

所述负载供能组包括用于能量采集的微型发电源组I、多路电量耦合器I、 储能器I、电子开关I，所述微型发电源I的能量输出端与多路电量耦合器I的能 量输入端相联接，所述多路电量耦合器I的能量输出端与储能器I的能量输入端 相联接，所述储能器I的能量输出端与电子开关I的能量输入端相联接，所述电 子开关I上设置有负载供电输出端口；

所述自主控制电路供能组包括微型发电源组II、多路电量耦合器II和微控 制器，所述微型发电源组II的能量输出端与多路电量耦合器II的能量输入端相 联接，所述多路电量耦合器II的能量输出端与微控制器的能量输入端相联接， 所述电子开关I的控制输入端与微控制器的控制输出端相联接，所述储能器I的 电量信号检测输出端与微控制器的电量信号检测输入端相联接，所述电子开关I 上还设置有负载供电输出检测端，所述负载供电输出检测端与微控制器的负载 供电检测输入端相联接。

进一步，所述复合微能源电源输出管理控制系统还包括备用切换储能组， 所述备用切换储能组包括微型发电源组III、多路电量耦合器III、储能器II、电 子开关II和电子开关III，所述所述微型发电源III的能量输出端与多路电量耦合 器III的能量输入端相联接，所述多路电量耦合器III的能量输出端与储能器II 的能量输入端相联接，所述储能器II的能量输出端分别与电子开关II和电子开 关III的能量输入端相联接，其中，所述电子开关II的能量输出端与微控制器的 能量输入端相联接，所述电子开关III的能量输出端与储能器I的能量输入端相 联接，所述电子开关II和电子开关III的控制输入端均与微控制器的控制输出端 相联接，所述储能器II的电量信号检测输出端与微控制器的电量信号检测输入 端相联接；

进一步，所述自主控制电路供能组还包括滤波电路和稳压电路，所述滤波 电路和稳压电路依次联接在微型发电源组II的能量输出端与微控制器的能量输 入端之间；

进一步，所述微型发电源组I、微型发电源组II和微型发电源组III采用微 型发电机电源或微型电池类电源；

所述微型发电源组采用微型发电机电源时，与之相联接的多路电量耦合器 采用整流桥式结构形成多路的耦合通道，用于与储能器的联接；