[发明专利]一种基于温差取电的多源级联三通道微能量采集发电平台

权利要求书

1.一种基于温差取电的多源级联三通道微能量发电平台，其特征在于，发电平台包括多源组合式单元、升压电路级联单元、三通道电容蓄能单元和低压差稳压电路；

多个温差片以串联、并联方式进行组合后形成多源组合式单元，所述升压电路级联单元采用DC-DC升压电路级联的方式分别将多源组合式单元的输出电动势分三级逐级升压；所述三通道电容蓄能单元采用三通道电容蓄能方式实现自适应能耗匹配；所述低压差稳压电路把三通道电容蓄能单元的储能电压转换为传感器实际工作的电压驱动传感器运行；

所述三通道电容蓄能单元的电容采用小容值电容C₁、中等容值电容C₂与大容值电容C₃搭配的方式；小容值通道的电容蓄能为传感器长期低功耗下运行供电，中等容值通道的电容蓄能为传感器首次上电快速启动运行供电，并在上电后将其电能并入大容值通道，大容值通道的电容蓄能为间歇式无线数据收发高功率运行工况进行供电；

C₁，C₂和C₃的设计选取为：

其中：

U_B1为电容C₁的充电阈值电压；U_E1为电容C₁的放电阈值电压；

U_B2为电容C₂的充电阈值电压；U_E2为电容C₂的放电阈值电压；

U_B3为电容C₃的充电阈值电压；U_E3为电容C₃的放电阈值电压；

U_W为传感器电路系统运行电压；t_W为传感器电路系统工作时间；I_S为传感器低功耗下运行用电消耗；I_UP为传感器上电启动复位初始化的用电消耗；t_UP为传感器上电启动复位初始化的时间限制；I_RF为传感器间歇式高功率无线发射用电消耗；t_RF为传感器间歇式高功率无线发射时间。

2.如权利要求1所述的基于温差取电的多源级联三通道微能量发电平台，其特征在于，所述多源组合式单元将M个温差片串联成一组以提高发电电动势，将N组串联的温差片进行并联组合，以提升发电电流，从而从源头上提升发电功率；多源温组合式单元的总功率为：

其中，α为半导体材料的塞贝克系数；r为温差发电片内阻；R_L为传感器负载电阻；(T_h-T_c)即为热端与冷端的温差；η为考虑充电损耗情况下的实际发电效率。

3.如权利要求2所述的基于温差取电的多源级联三通道微能量发电平台，其特征在于，所述升压电路级联单元升压的三级电动势分别为3V、5V和12V，通过升压电路级联单元后的功率输出为：

其中，γ₁为3V升压电路转换效率；γ₂为5V升压电路转换效率；γ₃为12V升压电路转换效率。