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由图1可知,微型温差发电器供电的无线传感器网络节点的发射端结构由温差电能收集器、具有MPPT功能的升压电路、能量缓冲器和系统负载(无线传感器节点)组成。温差电能收集器是由热电转换芯片组成的,可以根据实际的应用场所的大小和所需电能的多少决定热电转换芯片表面积大小和叠加的层数,用以满足不同的应用环境。电源管理集成电路主要是由最大功率点跟踪模块(MPPT)、电能输出接口、充电器(DC-DC升压模块)、能量缓冲器构成。其中能量缓冲器电路由储能电容、比较器电路和稳压器电路构成。负载主要包括处理传感器采集到的数据,并通过无线发射模块发射出去。由图1可知,在微型温差发电器供电的无线传感器网络节点中,电源能量管理电路(Power Management Integrated Circuit, PMIC)是极其重要的一环,它所包含的电路功能多而重要,是微型温差发电器能量采集系统的关键所在。
电源能量管理控制电路(PMIC)整体设计方案
在本文中电源管理控制电路主要包含了如下功能,最大功率点跟踪、DC-DC升压转换和能量缓冲。如图2所示,基于微型温差发电器的能量自供给无线传感器系统的能量采集和管电路主要是由芯片BQ25504、MIC841N、TPS78001和储能电容器以及它们相应的外围电路构成。超低电压升压转换和管理芯片BQ25504,低功耗多功能电压比较器MIC841N和线性稳压输出芯片TPS78001一起构成了微型温差发电器供给的无线传感器网络节点的温差能量采集和管理使用的多重功能。
为了满足微型温差发电器供给的无线传感器网络系统的要求,本文设计了如下的无线传感器节点发射端的系统架构,如下图1所示。
图2系统温差能量采集和应用电路原理图
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