[发明专利]一种基于ADP5091的能量采集管理电路

说明书

本发明涉及一种基于ADP5091的能量采集管理电路，属于能量采集技术领域。该管理电路包括整流电路模块、电源管理模块和输出控制模块；所述整流电路模块包括整流电路和滤波电容；所述电源管理模块包括ADP5091芯片电路、可编程电阻电路和储能电容；所述输出控制模块包括低压检测IC和模拟开关。本发明采用的ADP5091芯片，对16μW到600mW范围内的输入进行高效转换，通过可编程电阻电路设置储能电容充放电阈值以及输出电压，ADP5091电源管理模块对所采集到能量进行管理，并由输出控制模块控制输出；从而实现充电与放电的快速切换，为低功耗用电模块在短时间内提供3.3V的供电电压。

技术领域

本发明属于能量采集技术领域，涉及一种基于ADP5091的能量采集电源管理电路。

背景技术

能量采集技术是将环境中未被利用的能量收集起来，并转换为可以直接使用的电能的技术，发展至今已经有超过20多年的历史。在很长一段时间里，由于其能够提供的功率很低，应用领域狭窄，能量采集技术发展十分缓慢。但是，近年来，随着无线传感器网络技术和MENS的飞速发展，出现了各种超低功耗的设备，应用日趋广泛。

在一些需要大规模布设无线传感器节点的应用场景下，如自然灾害监测、环境监测等，如何使无线传感器节点工作更长时间甚至在其工作生命周期内不需要后期维护，成为很重要的问题。而传统的电池供电方式存在寿命短和需要更换电池等缺点，制约了无线传感器和MENS的发展。因此，能够将环境中未利用的能量转换成直接使用的电能的能量采集技术成为重点关注对象。目前能量采集方向主要有压电能量采集，电磁能量采集，热电采集等。

不同能量形式由于其输入特性的不同，导致有不同的电源管理电路与之对应。这些专用的电源管理电路大大限制了能量采集技术的大规模应用以及成本的降低。现有的针对能量采集的电源管理电路中，设计的结构较为复杂。每当遇到不同特性的采集源就要调整其电路的参数，来匹配相应的负载，降低了电源管理电路的通用性。由于电路本身器件多，就会消耗更多采集的能量，使得整个电路的转换效率降低。

因此亟需一种结构简单且转换率较高的能量采集电源管理电路。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ADP5091的能量采集电源管理电路，实现充电与放电的快速切换，为低功耗用电模块在短时间内提供较为稳定的3.3V供电电压。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ADP5091的能量采集管理电路，包括整流电路模块、电源管理模块和输出控制模块；所述整流电路模块包括整流电路和滤波电容；所述电源管理模块包括ADP5091芯片、可编程电阻电路和储能电容；所述输出控制模块包括低压检测IC和模拟开关；

所述整流电路模块通过输入端与外部采集源相连接，完成对所采集的能量进行整流和滤波，并输入给电源管理模块；所述电源管理模块通过整流电路模块的输入，对所采集到能量进行管理，并由输出控制模块控制输出；所述输出控制模块通过从电源管理模块获取输出控制信号，实现充电与放电的快速切换，为低功耗用电模块在短时间内提供较为稳定的3.3V供电电压。

进一步，所述电源管理模块分别连接整流电路模块和输出控制模块，通过可编程电阻电路设置储能电容充放电阈值以及输出电压，完成对储能电容的充放电控制。

进一步，所述ADP5091芯片的SYS引脚用于给输出控制模块提供工作电源；ADP5091芯片的PGOOD引脚与低压检测IC和模拟开关连接。

进一步，所述输出控制模块通过低压检测IC对电源管理模块的输出电压进行监测，当电源管理模块输出电压下降到设定阈值时，低压检测IC输出一个低电平信号给模拟开关和ADP5091芯片的PGOOD引脚，此时模拟开关将断开低功耗用电模块与电源管理电路的连接，同时ADP5091对储能电容进行充电，从而实现对充放电过程的控制。