[發明專利]微能量采集富余能量收集電路、裝置、方法及供電方法

在審

• 申請號: 202210055513.7
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114362322A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 潘衡;鄒珂;周勇興
• 申請（專利權）人: 成都飛英思特科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34;H02J7/32
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發明涉及微能量收集供電技術領域，提供了一種微能量采集富余能量收集電路、收集裝置、收集方法及供電方法。本發明通過微能量電源向第一電荷存儲器充電；當充電電壓達到一定值時可以輸出電能。后級負載可以是無線傳感器、無線控制開關等。當第一電荷存儲器充電達到一定值后，通過邏輯開關控制，切換到向第二電荷存儲器充電。第一電荷存儲器因輸出電能等原因電壓下降到一定值時通過邏輯開關控制，切換到向第一電荷存儲器補充充電。通過切換使得第一電荷存儲器在充電到一定程度，繼續充電可能會因充電飽和無法再充電的情況下，切換到給第二電荷存儲器充電。使相對于第一電荷存儲器的富余能量向第二電荷存儲器充電進行收集。

技術領域

本發明涉及微能量收集供電技術領域，具體而言，是一種微能量采集富余能量收集電路、收集裝置、收集方法及供電方法。

背景技術

無論是工業場合還是生活場合，傳感器、控制開關等都是必不可少的基礎器件。無論是電源供給還是信號傳輸，通常都需要導線進行連接。信號傳輸可以采用無線方式，不需要導線連接，但電源供給通常還是需要鋪設導線。為了解決電源供應問題，也可以采用電池供電，但是一般的電池容量有限，需要定期更換電池或對電池進行充電。環境中的光、熱、無線電波、震動等在一定條件下都可以轉化為電能。環境中的光、熱、無線電波、震動等轉化為電能時功率較小，需對轉化出的電能進行收集、存儲，可以作為間隙工作的傳感器、控制開關等用電器的電源。現有技術中多為對所轉化后的電能存儲后直接使用或作DC-DC變換后使用，沒有對輸入電能和電能存儲器進行動態調節和管理，當電能存儲器件處于存滿狀態時放棄電能收集，導致電能轉換總體效率低下。

發明內容

本發明提供了一種能量采集富余能量收集電路、收集裝置、收集方法及供電方法，可以提高環境中微弱的光、熱、無線電波、震動等所轉換出的微弱電能的收集效率。

因本發明的微能量采集預收集裝置工作在微能量狀態下，所以所有可能消功率的器件都是選用微功耗器件，用以更大程度節省電能消耗，以便收集更多電能。

第一方面，本發明了一種微能量采集富余能量收集電路，包括：輸入端口，第一控制開關、第二控制開關、第六控制開關、第七控制開關、與第一電荷存儲器連接的第一電荷存儲器端口、與第二電荷存儲器連接的第二電荷存儲器端口、與第六控制開關輸出端連接的第三輸出端口、與第二電荷存儲器端口連接的第四輸出端口、第一檢測電路、第二檢測電路；

第一控制開關用第七控制開關接通時斷開，第七控制開關斷開時接收輸入端口輸入向第一電荷存儲器端口輸出；

第二控制開關用于接通后接收輸入端口輸入向第二電荷存儲器端口輸出；

第一檢測電路，用于檢測第一電荷存儲器端口電壓，當第一電荷存儲器端口電壓大于等于第一閾值時輸出第一控制信號，當第一電荷存儲器端口電壓小于等于第三閾值時輸出第三控制信號；所述第三閾值大于第一閾值；

第七控制開關，用于收到第一控制信號后接通，收到第三控制信號或無控制信號輸入時斷開；

第二控制開關，用于收到第一控制信號后接通，收到第三控制信號或無控制信號輸入時斷開；

第二檢測電路，用于檢測第一電荷存儲器端口電壓，當第一電荷存儲器端口電壓大于等于第二閾值時輸出第二控制信號；

第六控制開關，用于收到第二控制信號后接通，無控制信號輸入時斷開。

在一些示例中，為了更好滿足后級用電控制，第二檢測電路檢測第一電荷存儲器端口電壓小于等于第四閾值時輸出第四控制信號；所述第四閾值小于第二閾值；

第六控制開關無控制信號輸入或收到第四控制信號后斷開。

第一電荷存儲器為電解電容、薄膜電容、鋰離子電容或超級電容之一；所述第二電荷存儲器為超級電容、薄膜電容、鋰離子電容或電解電容之一。