基于壓電能量收集的自供電電源設(shè)計

　　微機(jī)電系統(tǒng)和低能耗嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元，通常是帶有傳感器和無線收發(fā)器的微機(jī)系統(tǒng)，可用于測量環(huán)境中的多種參量，包括溫度、壓力、濕度、H射率以及復(fù)雜的岡像、音頻和視頻等。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集中在環(huán)境和工業(yè)檢測領(lǐng)域，間隔數(shù)秒或數(shù)小時的檢測結(jié)果反映了某一過程或現(xiàn)象的時間變化規(guī)律。傳感器的節(jié)點分布眾多，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點一般用電池供電，可使用的電量非常有限，并且對于有成千上萬節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說，更換電池非常困難，甚至是不可能的。因此，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的尋找替代化學(xué)電池的自供電電源可以有效解決這些問題。通常，這些節(jié)點具有以下特征：

　　1）具有較低占空比。

　　2）休眠狀態(tài)時具有較低功率（10-300 pdW）。

　　3）工作狀態(tài)（輪淘、發(fā)送、接收）具有較高功率，一般在500uW到600 uW之間，如果包括無線收發(fā)單元在內(nèi)，最終的功率通常在2 mW到3 mW之間。脈沖持續(xù)時間短，在500 ms或更低。

　　鑒于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的這些供能問題及特征，本文提出一種基于壓電能量收集技術(shù)的自供電電源設(shè)計方案。電源包括壓電能量收案器以及利用LTC3588-1電源管理芯片為核心組成的電壓變換存儲電路，研究了壓電能量收集器在諧振狀態(tài)下，壓電能量收集器的輸出電壓、電流和自供電電源的輸出功率。