[发明专利]一种低功耗能源采集电路

说明书

本发明属于微能源收集电路技术领域，具体为一种低功耗能源采集电路，解决了背景技术中的技术问题，其包括第一俘能单元、第二俘能单元、第一全桥整流电路、第一电子开关器件、第三电子开关器件、第二电子开关器件、第四电子开关器件、第一储能电容、第一稳压电路、用电设备、第二全桥整流电路、第五电子开关器件、第七电子开关器件、第六电子开关器件、第八电子开关器件、第二储能电容、第二稳压电路、第三稳压电路以及储能电池；还包括监测与控制电路。监测与控制电路控制电子开关器件给负载供电的时间占空比降到最低，其余时间为储能电池充电，有效的降低电路损耗，高效利用电能，既保证了负载正常工作的同时，又可为备用电池进行充电储能。

技术领域

本发明属于微能源收集电路技术领域，具体为一种低功耗能源采集电路。

背景技术

在当今时代，智能化随身可穿戴产品大量涌现，随着智能化电子产品数量的增加，智能化产品供电问题成为关注的问题。目前，在户外活动、野外探险过程中，电子产品的供能大多数由化学电池实现，化学电池也呈现出不可循环利用和污染环境的问题。极少部分采用太阳能供电方式，但太阳能供电受到外部环境的严重制约。对此，提出了支撑人体运动过程中拥有较高的能量密度、分布广泛、表现形式多样、不受时空限制和容易转换的机械能。但是，通过人体运动传动齿轮机构带动交流发电机产生的电能采集效率低下，电能采集电路功耗大，导致电能存储量极少。因此如何能够高效地收集这些能源以及如何最大限度的降低收集这些能源的电路功耗问题成为了收集这些能源必须解决的关键问题。

发明内容

本发明旨在解决如何能够高效地收集人体运行产生的能源以及如何最大限度的降低收集这些能源的电路功耗的技术问题，提供了一种低功耗能源采集电路。通过对负载的监测并控制发电单元对负载供电和蓄电池充电的通断，从而最大限度的降低电路的功耗，极大地提高了对发电单元电能的高效率利用。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种低功耗能源采集电路，包括第一俘能单元和第二俘能单元，第一俘能单元的输出端连接有第一全桥整流电路，第一全桥整流电路的输出端分两路分别连接有第一电子开关器件和第三电子开关器件，第一电子开关器件的输出端分两路连接有第二电子开关器件和第四电子开关器件，第二电子开关器件的输出端依次通过第一储能电容、第一稳压电路连接至用电设备的电极一端；第二俘能单元的输出端连接有第二全桥整流电路，第二全桥整流电路的输出端分两路分别连接有第五电子开关器件和第七电子开关器件，第七电子开关器件的输出端分两路连接有第六电子开关器件和第八电子开关器件，第八电子开关器件的输出端依次通过第二储能电容、第二稳压电路连接至用电设备的电极另一端；第三电子开关器件、第五电子开关器件、第四电子开关器件和第六电子开关器件的输出端并联后连接有第三稳压电路，第三稳压电路的输出端连接有储能电池；还包括用于采集用电设备实时功率以及通过用电设备实时功率控制各电子开关器件的通断时间的监测与控制电路。

本发明所述采集电路中，第一俘能单元和第二俘能单元负责将环境中的振动、噪声等机械能转化成电能，从环境中浮取能量，为后续电路供电，由于第一俘能单元和第二俘能单元在结构上设计结合人体运动的循环往复性的特点，所以俘能单元收集的电能为单向脉冲式供电。全桥整流电路负责将俘能单元输出的三相交流电转换为直流电；各电子开关器件负责控制电能对负载或储能电池供电电路的通断；各稳压电路负责将经过整流电路转换为的直流电转变为负载所需要的合适的电压。监测与控制电路控制各电子开关器件进行控制，保证负载在最低电流的状态下正常工作。当人体运动时，能将各个身体部位所产生的机械能转换为电能，产生的电能通过本发明所述的采集电路最终实现给智能穿戴供电或者为蓄能电池充电的功能。第一电子开关器件和第三电子开关器件、第二电子开关器件和第四电子开关器件、第五电子开关器件和第七电子开关器件以及第六电子开关器件和第八电子开关器件两者之间的断开与导通均呈相反状态，比如第一电子开关器件导通时，第三电子开关器件断开，当第二电子开关器件断开时，第四电子开关器件导通等。