微型溫差電池的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)自供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.電路整體工作方式和測(cè)試

　　結(jié)合圖2的系統(tǒng)整體原理電路圖，本文電路的整體的工作方式如下：TEG將溫差能轉(zhuǎn)換為電能，電能通過(guò)MPPT接口實(shí)現(xiàn)電能功率的最大化利用，然后經(jīng)過(guò)DC-DC升壓裝置將電壓升到3V左右，開(kāi)始給儲(chǔ)能電容器充電。如果TEG產(chǎn)生的電能的功率很大，電路則一邊給儲(chǔ)能電容器充電，一邊驅(qū)動(dòng)后面的比較器、穩(wěn)壓器以及無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊。若TEG產(chǎn)生的電能比較微弱，則首先給儲(chǔ)能電容器進(jìn)行充電，隨著充電的進(jìn)行，當(dāng)儲(chǔ)能電容器中的電壓達(dá)到雙電壓比較器MIC841N的閾值電壓時(shí)，比較器輸出一個(gè)高電平，該高電平將使穩(wěn)壓器TPS78001處于使能工作狀態(tài)，穩(wěn)壓器穩(wěn)定工作，然后儲(chǔ)能電容器開(kāi)始給后面的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)供電;當(dāng)儲(chǔ)能電容器放電一段時(shí)間后，其電壓下降，當(dāng)電壓下降到MIC841N的低壓閾值時(shí)，MIC841N輸出低電平，此時(shí)穩(wěn)壓器TPS78001處于中斷狀態(tài)，儲(chǔ)能電容器不再對(duì)外放電，而開(kāi)始繼續(xù)充電，循環(huán)往復(fù)，本文電路會(huì)一直工作下去。

　　本文實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用的TEG是德國(guó)Micropelt公司生產(chǎn)的TE-Core-direct，無(wú)線(xiàn)發(fā)射接收模塊使用德州儀器生產(chǎn)的RF2500模塊，其他電路采用本文中設(shè)計(jì)的電路。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了在溫差低至3攝氏度的能量采集，可以將數(shù)據(jù)直線(xiàn)發(fā)送到62.7米的接收端。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用范圍廣，發(fā)送距離長(zhǎng)等特點(diǎn)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文提供了一種基于微型溫差電池的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自供電系統(tǒng)，通過(guò)選擇BQ25504、MIC841N和TPS78001芯片，設(shè)計(jì)相關(guān)外圍電路，構(gòu)建了一個(gè)完整的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該自供電系統(tǒng)具備啟動(dòng)電壓低，能以最大功率點(diǎn)輸出的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)射模塊傳送的距離可達(dá)62.7m，可直接放置于暖氣片、空調(diào)出風(fēng)口、等物體表面，實(shí)現(xiàn)微弱能源的采集和利用，能有效解決無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能源供電問(wèn)題，具備較高的實(shí)用價(jià)值。