[发明专利]自供电式本安型传感器

权利要求书

1.一种自供电式本安型传感器，其特征在于：包括依次连接的能量获取模块、电源管理模块、微控制器和多源传感器，所述微控制器上还连接有无线通讯模块，所述能量获取模块中包含多个分别针对不同能量类型的能量获取电路，各能量获取电路之间相互独立，各能量获取电路各自通过一套可控开关与所述电源管理模块的供电端连接，所述微控制器通过输入输出接口连接所述电源管理模块的驱动信号输入端和监测信号输出端以及所述可控开关的控制输入端，所述微控制器监测所述电源管理模块和能量获取模块的工况，通过计算确定所述能量获取模块中一个或多个能量获取电路作为供电电路，并控制与供电电路相对应的各个可控开关接通、其他可控开关关断。

2.如权利要求1所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：所述能量获取模块中包括温差能量获取电路、光能量获取电路、振动能量获取电路以及RF能量获取电路中的至少两种能量获取电路。

3.如权利要求2所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：每一种能量获取电路都包含依次电性连接的换能器、整流电路、能量缓冲及稳压电路。

4.如权利要求3所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：温差能量获取电路的换能器采用热电发生器，光能量获取电路的换能器采用小型光伏电池板，振动能量获取电路的换能器采用压电器件，RF能量获取电路的换能器采用RF贴片天线。

5.如权利要求4所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：所述热电发生器采用TEG半导体温差发电片，所述压电器件采用音叉型结构。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：所述电源管理模块设有变压器(TX1)、MOS管(V1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、稳压电路(A1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)，所述变压器(TX1)的原边的首端连接第一二极管(D1)的负极和第一电容(C1)的正极，第一二极管(D1)的正极作为所述电源管理模块的电压输入端，第一电容(C1)的负极接地，所述变压器(TX1)的原边的末端连接MOS管(V1)的漏极，MOS管(V1)的源极和门极分别经第三电阻(R3)和第四电阻(R4)接地，MOS管(V1)的门极还连接第一电阻(R1)的一端，MOS管(V1)的源极还连接第二电阻(R2)的一端，变压器(TX1)的副边与第二电容(C2)并联，同时变压器(TX1)的副边的首端连接第二二极管(D2)的正极，第二二极管(D2)的负极连接稳压电路(A1)的输入端，稳压电路(A1)的输出端和接地端之间连接相互并联的第四电容(C4)和第五电阻(R5)，其中第四电容(C4)的正极连接稳压电路(A1)的输出端，变压器(TX1)的副边的末端经过第六电阻(R6)接地，第二二极管(D2)的负极连接第三电容的正极，第三电容(C3)的负极接地，所述第一电阻(R1)的另一端作为所述电源管理模块的驱动信号输入端，所述第二电阻(R2)的另一端、所述稳压电路(A1)的输入端和输出端构成所述电源管理模块的监测信号输出端。

7.如权利要求6所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：所述微控制器实时监测稳压电路(A1)的输入端电压幅值Um，当Um小于预设值时，通过改变驱动信号提高MOS管(V1)的占空比，当Um大于预设值时，通过改变驱动信号降低MOS管(V1)的占空比，进而实现电压幅值Um的动态平衡。

8.如权利要求7所述的自供电式本安型传感器，其特征在于：所述第四电容(C4)采用超级电容，微控制器通过测量第三电阻(R3)上的压降，计算流过第二电阻(R2)的充电电流Im，当超级电容的端电压Uout大于额定电压ΔU1且充电电流Im小于设定的最小充电电流Icm时，停止所述电源管理模块的调制；当超级电容的端电压Uout小于设定的最小电压Us时，启动所述电源管理模块的调制，对超级电容进行充电。