[发明专利]一种定时输出电能的微能量收集系统及控制方法

说明书

本发明公开了能量收集领域的一种定时输出电能的微能量收集系统及控制方法，包括储能电容A、储能电容B和储能电容C；单向导通电路的输出端和储能电容A电性连接；所述单向导通电路的输入端用于连接能量源；所述储能电容A分别与储能电容B、储能电容C电性连接，单片机对所述储能电容B和储能电容C的电压取样；所述单片机控制选择电路选择储能电容B和储能电容C放电；单向导通电路、定时器电路、电子开关电路、DC‑DC电路、施密特触发缓冲器和电容B依次电性连接；本发明通过储能电容采集到的电能为耗电元件按时按需供电，避免电能不足时启动负载并消耗额外电能。

技术领域

本发明属于能量收集领域，具体涉及一种定时输出电能的微能量收集系统及控制方法。

背景技术

近年来，环境中微弱能量的收集由于具有收集方便、来源广泛等优点得到了极大关注，目前微弱能量的收集是国际上的研究热点之一。然而传统的微能量收集电路不能实时切断电源供电，不能实现按需供给，并且系统首次进入工作状态时间过长，这样大大增加了DC-DC电路的能量损耗，导致能量利用率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定时输出电能的微能量收集系统及控制方法，当能量源供电中断时，通过储能电容采集到的电能为耗电元件按时按需供电，避免电能不足时启动负载并消耗额外电能，解决了能量利用率低和电路供电不稳定的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种定时输出电能的微能量收集系统，包括储能电容A、储能电容B和储能电容C；单向导通电路的输出端和储能电容A电性连接；所述单向导通电路的输入端用于连接能量源；

所述储能电容A分别与储能电容B、储能电容C电性连接，所述储能电容B和储能电容C并联设置；单片机对所述储能电容B和储能电容C的电压取样；，所述单片机控制选择电路选择储能电容B和储能电容C放电；

单向导通电路、定时器电路、电子开关电路、DC-DC电路、施密特触发缓冲器和电容B依次电性连接；所述定时器电路在设定时间结束后启动，单片机可通过给予关断信号控制定时器，施密特触发缓冲器由超级电容B上的电压控制。

优选的，所述储能电容B的容值小于储能电容C的容值。

优选的，所述单向导通电路和储能电容A之间电路上设有流控稳压电路A；所述储能电容A与储能电容B之间电路上设有流控稳压电路B；所述储能电容A与储能电容C之间电路上设有流控稳压电路C；所述流控稳压电路A、流控稳压电路B和流控稳压电路C为场效晶体管。

优选的，所述单片机为STM32单片机；所述定时器电路中的定时器为芯片TPL5110DDCT；所述施密特触发缓冲器为芯片SN74AUP1G17DBVR；所述选择电路为芯片TS5A3160DBVR；所述DC-DC电路内设有芯片TPS61220DCKR；所述芯片TPS61220DCKR作用于提升直流电压。

优选的，所述芯片TPS61220DCKR由施密特触发器和定时器电路双重控制。

优选的，所述单片机与储能电容B之间电路上设有取样电路A；所述单片机与储能电容C之间电路上设有取样电路B；

所述取样电路A和取样电路B包括依次电性连接第一电阻、第二电阻和场效晶体管；所述第一电阻、第二电阻之间的电路上设有接单片机支路和接地支路；所述接地支路上设有保护电容；所述场效晶体管的栅极与单片机电性连接；所述场效晶体管的漏极与第二电阻电性连接；所述场效晶体管的源极接地；所述场效晶体管的源极和所述场效晶体管的栅极之间通过第三电阻电性连接。

本发明第二方面提供了一种微能量收集系统的控制方法，包括：

能量源对储能电容A、储能电容B和储能电容C进行充电；单片机对所述储能电容B和储能电容C的电压取样；