[发明专利]一种微能量采集预收集电路、收集装置及收集方法

说明书

本发明属于微能量采集供电技术领域，提供了一种微能量采集预收集电路、收集装置及收集方法。通过微能量电源向电荷存储器充电。当电荷存储器电压上升到一定值时，控制开关接通，电荷存储器向后级微能采集装置提供电能。电荷存储器放电后电压降低，当电荷存储器电压低到一定值时，控制开关断开，电荷存储器返回充电状态。本发明的整个装置是电荷存储器缓慢充电后以相对较快的速度向后级微能采集装置放电，再回到缓慢充电的工作过程。本发明的预收集装置使用的电路器件少，自身消耗功率低，使得与后级组合后整个系统在微能量电源功率极其低的情况下仍然可以进行能量采集以供间隙工作的传感器、控制开关等用电器工作。

技术领域

本发明涉及微能量采集供电技术领域，具体而言，涉及一种微能量采集预收集电路、收集装置及收集方法。

背景技术

无论是工业场合还是生活场合，传感器、控制开关等都是必不可少的基础器件。无论是电源供给还是信号传输，通常都需要导线进行连接。信号传输可以采用无线方式，不需要导线连接，但电源供给通常还是需要铺设导线。为了解决电源供应问题，也可以采用电池供电，但是一般的电池容量有限，需要定期更换电池或对电池进行充电。环境中的光、热、无线电波、震动等在一定条件下都可以转化为能量。当环境中的光、热、无线电波、震动等幅度较小时，所转化出的能量也有限，把这些微弱能量进行采集、存储，可以作为间隙工作的传感器、控制开关等用电器的电源。在一些环境中，当环境中的光、热、无线电波、震动等所转化出电能功率比通常情况下偏低，现有的微能收集装置无法进行直接收集，这种情况下可能会造成采用微能供电的装置无法工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微能量采集预收集电容、收集装置及收集方法，可以在微能转换功率偏低的情况下，微能进行预收集后再进行二次收集以使采用微能供电的装置建立工作条件。

因本发明的微能量采集预收集装置工作在微能量状态下，所以所有可能消功率的器件都是选用微功耗器件，用以更大程度节省电能消耗，以便收集更多电能。

第一方面，本发明提供了一种微能量采集预收集电路，包括输入端口、输出端口、与电荷存储器连接的电荷存储器端口、监控电路和控制开关；

输入端口用于接受输入电流后向与电荷存储器端口连接的电荷存储器充电；

监控电路用于监控与电荷存储器端口连接的电荷存储器充电情况后输出控制信号；

控制开关用于接收控制信号后闭合或断开，控制开关闭合时电荷存储器通过输出端口输出电能，控制开关断开时电荷存储器停止输出电能。

在一些示例中，还包括与电荷存储器端口连接的电荷存储器，所述电荷存储器为电解电容、薄膜电容、锂离子电容或超级电容之一；所述监控电路监控的充电情况为电荷存储器端口电压。

电荷存储器除了采用电容器外也可以采用其它具有储电特性的半导体器件，在某些情况下也可以采用充电电池。

在一些示例中，监控电路为迟滞比较电路。

在一些示例中，监控电路监控检测电荷存储器端口电压大于等于第一阈值时输出控制信号使控制开关接通；所述监控电路监控检测电荷存储器端口电压小于等于第二阈值时输出控制信号使控制开关断开，第一阈值大于第二阈值。

在一些示例中，迟滞比较电路包括采样电路和迟滞比较器，所述迟滞比较器输入端与采样电路的采样输出端连接，迟滞比较器输出端作为监控电路输出端输出控制信号；所述迟滞比较器供电端与采样电路输入端连接。

在一些示例中，迟滞比较器供电端与电荷存储器端口连接。

在一些示例中，所述采样电路由电阻R1、电阻R2和电阻R3串联组成，电阻R1一端与电荷存储器端口连接，另一端与电阻R2连接；电阻R3一端与电阻R2连接，另一端接地；电阻R2取得采样电压作为采样输出端与滞比较器输入端连接。