針對(duì)溫差能收集的超低壓升壓電路及控制方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network, WSN)在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常使用能量有限的電池供電，但由于其數(shù)量眾多，分布區(qū)域廣，為大量的傳感器節(jié)點(diǎn)更換電池是不現(xiàn)實(shí)的，也是不經(jīng)濟(jì)的。因此解決無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)供能問(wèn)題顯得格外重要。
　　本文針對(duì)上述問(wèn)題，使用溫差發(fā)電片(TEG)獲取環(huán)境中能量，并針對(duì)該溫差發(fā)電片的超低壓輸出特性設(shè)計(jì)了兩套超低壓升壓方案：反激升壓與串聯(lián)諧振升壓方案。

2、　　反激升壓中提出了雙工作點(diǎn)法作為最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking, MPPT)算法，犧牲最大功率點(diǎn)跟蹤精度換取較低的開(kāi)關(guān)頻率，以降低開(kāi)關(guān)損耗。針對(duì)TEG輸出為緩變交流的特性，對(duì)反激電路進(jìn)行了改進(jìn)，在后級(jí)加入續(xù)流橋，使其能針對(duì)負(fù)壓輸入工作?？刂撇糠质褂媚M電路實(shí)現(xiàn)了低功耗控制。經(jīng)測(cè)試當(dāng)開(kāi)路電壓為100mV時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率僅為5kHz。該方法可在端電壓絕對(duì)值大于36.5mV時(shí)有電流充入儲(chǔ)能元件。

3、　　針對(duì)boost升壓與反激升壓中存在的寄生振蕩問(wèn)題，提出使用串聯(lián)諧振方式進(jìn)行升壓的方案，分析了串聯(lián)諧振升壓的基本原理，提出了串聯(lián)諧振拓?fù)涞幕究刂品椒?。?duì)諧振升壓做了深入的輸入阻抗分析，并針對(duì)其輸入阻抗與TEG輸出阻抗不匹配的特性，對(duì)諧振拓?fù)溥M(jìn)行了修正與改進(jìn)。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)變壓器匝數(shù)比為4:38時(shí)，該方案在端電壓絕對(duì)值大于60.3mV時(shí)有電流充入儲(chǔ)能元件?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)匝數(shù)比來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)阻抗與最低輸入電壓，匝數(shù)比越小，系統(tǒng)阻抗越小，最低輸入電壓