[發明專利]一種能源自采集與供能系統及其在微電子機械系統的應用

無效

• 申請號: 200810027688.7
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101340102A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 周翠英;孫志強
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34;H02J15/00;F03D9/00;F03G7/08
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 禹小明

1、一種能源自采集與供能系統，其特征在于由發電機和管理電路組成，所述發電機采用將微風或微震轉換為電能的能源轉換裝置。

2、根據權利要求1所述的能源自采集與供能系統，其特征在于所述發電機采用微型發電機，以及由可充電電容器組和可充電電池組組成的雙冗余電源。

3、根據權利要求1或2所述的能源自采集與供能系統，其特征在于所述管理電路由IC控制電路模塊、充電開關電路、調壓整流電路組成。

4、根據權利要求3所述的能源自采集與供能系統，其特征在于所述微型發電機連接可充電電容器組，可充電電容器組經過IC控制電路模塊、充電開關電路、調壓整流電路后分成兩個輸出分支，其中一個與可充電電池組連接，另一個與外部設備連接。

5、根據權利要求4所述的能源自采集與供能系統，其特征在于所述可充電電池組與外部設備連接。

6、一種能源自采集與供能系統在微電子機械系統的應用，其特征在于所述微電子機械系統設備采用能源自采集與供能系統供電。

7、根據權利要求6所述的能源自采集與供能系統在微電子機械系統的應用，其特征在于所述供電過程如下：

微型發電機將微電子機械系統設備所處環境中的微風或微震微能源轉化為電能，存儲于可充電電容器組中，可充電電容器組一方面經過調壓整流電路直接給微電子機械系統設備供電，一方面將多余電能存儲積累；若微型發電機工作正常，可充電電容器組處于充滿狀態，IC控制電路模塊打開充電開關電路，電流經過調壓整流電路為可充電電池組充電，若微型發電機工作不正常，而且可充電電容器組處于過放電狀態，IC控制電路模塊關閉充電開關電路，并選擇可充電電池組作為電源為MEMS設備供電。

8、根據權利要求7所述的能源自采集與供能系統在微電子機械系統的應用，其特征在于所述供電過程還包括可充電電池組在充電過程中處于過熱超溫狀態時，IC控制電路模塊關閉充電開關電路，保護可充電電池組的處理步驟。

9、根據權利要求7或8所述的能源自采集與供能系統在微電子機械系統的應用，其特征在于所述供電過程的電路如下：

通過管理電路的P1、P2接口連接微型發電機，微型發電機發出的電流經過調壓整流電路中的二極管D2～D6、D8～D11后，存儲在可充電電容器組C4、C8中，存儲在C4、C8中的電流經過二極管D1向U3供電，U3通過P3接口連接微電子機械系統設備；

通過U2A進行電池電壓采樣放大處理，并將VBAT信號輸入到IC控制電路模塊U4的23針腳，通過U2B進行充電電流采樣放大處理，并將IBAT信號輸入到IC控制電路模塊U4的24針腳，U4利用這兩個信號進行判斷，如果微型發電機工作正常，可充電電容器組處于滿沖狀態，U4通過第15針腳發送PWM信號到U1，通過U1向可充電電池組充電，如果微型發電機工作不正常，可充電電容器組處于過放電狀態，可充電電池組經過D7向U3供電。

10、根據權利要求9所述的能源自采集與供能系統在微電子機械系統的應用，其特征在于所述供電過程的電路還包括U4經過VBAT信號檢測可充電電池組的電壓狀態，以判斷可充電電池組是否充滿電，如果充滿電，則不需要繼續充電，如果未充滿電，則啟動U1進行充電控制，可充電電池組還通過底部的溫度傳感器RT1檢測自身的溫度狀態，并將TBAT信號輸入到U4的25針腳，U4通過TBAT信號判斷是否需要斷開充電電路，以保護電池組。