微型溫差電池的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)自供電系統設計

　　在本文中，BQ25504電源管理芯片主要實(shí)現了從熱能轉換模塊中以超低功耗汲取能量。BQ25504是一個(gè)16個(gè)引腳的、3mm*3mm分裝的高效率能量管理芯片，16個(gè)引腳依次逆時(shí)針?lè )植?，本文通過(guò)合理地應用這些引腳的相應的功能，實(shí)現了微型能量的高效管理。除此之外，該芯片的一個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)是擁有超低的工作啟動(dòng)電壓，這使得它可以在穩定工作時(shí)從低至80mv的能量源提取能量，并對超低電壓進(jìn)行升壓轉換，以便后續電路進(jìn)行存儲使用。在本文電路中，搭配合適的外圍電路實(shí)現了從超低功率能量源采集電能的最大功率點(diǎn)跟蹤，這對于微型溫差能量自供給系統有著(zhù)至關(guān)重要的作用。同時(shí)通過(guò)外圍電路設定過(guò)壓和欠壓的電路保護，保證芯片的穩定工作。

　　MIC841N是一個(gè)超低功耗的具有內部參考電壓的雙電壓比較器。在本文中通過(guò)設置其電壓比較的上限和下限來(lái)驅動(dòng)后面的線(xiàn)性穩壓器。其工作的特點(diǎn)是，通過(guò)不斷的檢測引腳VDD上的電壓，并與引腳LTH和HTH上設定的工作電壓進(jìn)行比較，從而確定輸出的電壓(即引腳OUT的輸出信號)的高低，進(jìn)而控制穩壓器TPS78001的工作狀態(tài)。

　　TPS78001是TI生產(chǎn)的超低功耗穩壓器，它可以實(shí)現電路輸出電壓的穩壓作用，通過(guò)設置相應的外圍電路的電阻參數，可以使輸出得到一個(gè)穩定的電壓，這樣就可以穩定地驅動(dòng)后面的無(wú)線(xiàn)傳感器發(fā)射節點(diǎn)。

　　為了更好的對圖2設計電路進(jìn)行解釋說(shuō)明，下面對上述電路圖的各個(gè)模塊包含的芯片和相關(guān)電子元件，以及工作方式和功能進(jìn)行詳細的描述。

　　圖2中的電路是微型溫差發(fā)電器自供電系統的總體電路圖，根據實(shí)際電路的作用可將其劃分為三個(gè)電路，在此以電路A、B和C來(lái)代替。

　　電路A是以BQ25504芯片為核心的具有MPPT功能的DC-DC升壓變換器電路以及能量存儲電路;電路B是以MIC841N芯片為核心的雙電壓比較器電路;電路C是以TPS78001芯片為核心的穩壓器輸出電路。

　　2.2具備MPPT功能的DC-DC升壓轉換以及儲能電路設計

　　如圖3所示，電路A主要是由電能管理芯片BQ25504及其外圍電路構成。

　　首先按照如圖3連接電路A的相關(guān)電子元器件。TEG(Thermoelectric Generator)即是微型溫差發(fā)電器，它輸出的是溫差電轉換的裸電壓。電路A的主要功能是MPPT、DC-DC升壓變換，以及能量存儲電路，以下對如何實(shí)現這三個(gè)功能進(jìn)行詳細敘述。

　　圖3帶MPPT功能的DC-DC升壓電路和能量存儲電路原理圖