[实用新型]一种基于变压器的负反馈调制能量收集电路

说明书

本实用新型公开了一种包括正反馈电路和负反馈电路；正反馈电路包括由线圈L₀和线圈L₁组成的变压器、电容C₁、MOS管M₁和电阻R₁；线圈L₀一端接输入端V_IN，另一端接MOS管M₁的漏极；MOS管M₁的源极接地；线圈L₁的一端接地，另一端通过电容C₁和电阻R₁接地；MOS管M₁的栅极接到电容C₁与电阻R₁之间的线路上；该基于变压器的负反馈调制能量收集电路的负反馈电路调制结构避免了输出端出现的过剩能量损失的情况，进而提高能量的转换效率。

技术领域

本实用新型涉及能量收集技术领域，特别涉及一种基于变压器的负反馈调制能量收集电路。

背景技术

随着物联网的应用和无线传感网络的发展，传统以电池充电系统为主的供电方式因电池的固有的缺点，面临的弊端日渐明显；相对比能量收集则是以环境中存在的微弱能量为来源并将其转化为电能，从而实现对无线传感网络的自供电，因其存在的诸多优势而获得了越来越多的重视和关注。

能量收集的来源主要有振动能、温差能、摩擦能和太阳能。这些能量通过传感器转化为电能，通过变压器组成的正反馈环路形成的自激振荡，结合相关调制最终实现高的电压输出。在传统基于变压器的能量收集设计中通常采用齐纳二极管实现输出的调制，如图1所示，图中以温度变化引起的热能收集为例，通过变压器(L₀，L₁)、MOS管M₁和电阻R₁组成正反馈环路，产生自激振荡，将从环境中收集的能量经过电能-磁能-电能的转化从输入传递到负载，但随着输入增加，传统设计在满足输出负载功耗时，将过剩的能量通过二极管D_Z释放到地来稳定输出电压，这样造成了收集能量的浪费，降低的能量的利用，进而造成了系统转换效率的降低。从效率曲线图2中我们看到在输出为4.5V时效率随着输入电压V_IN的增加而迅速降低。因而寻找更优化的调制方案进而提升系统的转换效率是本实用新型的内容。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于变压器的负反馈调制能量收集电路。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种基于变压器的负反馈调制能量收集电路，包括正反馈电路和负反馈电路：

正反馈电路包括由线圈L₀和线圈L₁组成的变压器、电容C₁、MOS管M₁和电阻R₁；线圈L₀一端接输入端V_IN，另一端接MOS管M₁的漏极；MOS管M₁的源极接地；线圈L₁的一端接地，另一端通过电容C₁和电阻R₁接地；MOS管M₁的栅极接到电容C₁与电阻R₁之间的线路上；