[發明專利]一種能源存儲電路

在審

• 申請號: 201910565176.4
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110277824A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 潘俊;任源;馬光金;何進;劉京京;李春來;胡國慶
• 申請（專利權）人: 深港產學研基地(北京大學香港科技大學深圳研修院)
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 劉小平

本發明涉及一種能源存儲電路，包括輸入能源管理電路和能源存儲電路兩部分；輸入能源管理電路包括用于電壓判斷的兩個比較器CMP1和CMP2以及兩個電壓基準VH，VL，和兩個開關S1，S2。電壓基準VH連接到比較器CMP1的其中一個輸入端，電壓基準VL連接到比較器CMP2其中一個輸入端，輸入能源連接到比較器CMP1和CMP2的另外一個輸入端；比較器CMP1的輸出端與控制開關S1連接，比較器CMP2的輸出端與控制開關S2連接；能源存儲電路包括超級電容C2，接到控制開關S1和S2的輸出。當輸入的能源過剩時，能源存儲電路存儲過剩的能源；當輸入能源不足時，存儲電路的能源給負載使用。本發明的優點是：一方面提高了能源使用效率；另一方面也保證物聯網設備的正常工作。

技術領域

本發明屬于集成電路設計領域，涉及一種能源存儲電路的設計。

背景技術

超大規模物聯網和可穿戴電子等新興領域的蓬勃發展,形成了對無線傳感器的巨大市場需求，也對該方面應用的核心技術：傳感器電源管理芯片設計提出了巨大挑戰。

物聯網和無線傳感器得到大規模應用的重要前提之一是要解決無線傳感器供電問題。傳統有線供電方式成本昂貴，鋪設復雜還浪費材料；電池供電方式需要定期更換電池，人力成本極高；有線和電池供電在一些領域也存在部分安全隱患。如果無線傳感器本身能從環境中收集微能源實現自供電，且具備自我持續供電能力，那就能被安裝在任何地方，壽命也足夠長，這樣能夠保證部署和維護成本最小化，克服以上多方面的限制。

自供電可以采集自然環境的光能，電磁波，機械振動等諸多能源，但是這些能源最大的問題是微量化，不穩定性，多變化，多來源。這樣復雜的情形導致輸入源不連續，強度不穩定，甚至長時間中斷都有可能，致使無線傳感器不能正常工作。

發明內容

為達成以上所述的目的，利用半導體集成電路技術，提出了一種能源存儲電路，包括輸入能源管理電路和能源存儲電路兩部分；輸入能源管理電路和能源存儲電路利用集成電路技術集成設計，當輸入能源管理電路判斷輸入的能源過剩時，能源存儲電路存儲過剩的能源；當輸入能源不足時，能源管理電路則釋放存儲的能源給負載使用。本發明的優點是：一方面提高了能源使用效率；另一方面也保證物聯網設備的正常工作。

優選地，輸入能源管理電路包括用于電壓判斷的兩個比較器CMP1和CMP2以及兩個電壓基準VH，VL，和兩個開關S1，S2。電壓基準VH連接到比較器CMP1的其中一個輸入端，電壓基準VL連接到比較器CMP2其中一個輸入端，輸入能源連接到比較器CMP1和CMP2的另外一個輸入端；比較器CMP1的輸出端與控制開關S1連接，比較器CMP2的輸出端與控制開關S2連接；能源存儲電路包括超級電容C2，接到控制開關S1和S2的輸出。

優選地，一個能源儲存電路可以內嵌多個能源儲存電路，每個能源儲存電路均由輸入能源管理電路和能源存儲電路組成；下一級輸入能源管理電路與連接到上一級的控制開關的輸出；下一級的能源存儲電路子單元連接到本級控制開關的輸出；各級的輸入能源管理電路均有兩個比較器，每個比較器的其中一個輸入端分別與電壓基準VH和電壓基準VL連接，每個比較器的另一個輸入端與上一級輸入能源管理電路的控制開關輸出端連接。

有益效果：

無線傳感器電源芯片不僅具有收集功能，還具有儲存功能，能夠將多余的能源存儲在超級電容中供輸入能源不足時使用，就能克服微能不足的問題。此外，還可在一個系統中整合多級能源儲存電路，增大儲能量，提高儲能效率，帶儲存功能的單芯片自供電微能收集電源系統將成為物聯網的核心技術。

附圖說明

圖1為一種能源存儲電路原理圖；

圖2為一種能源存儲電路的波形圖；

圖3為一種能源存儲電路的N級能源存儲電路圖。

具體實施方式