室内弱光微能量采集系统及自供能无线传感器供能方法

摘要

本发明公开了一种室内弱光微能量采集系统及自供能无线传感器供能方法，通过光伏电池将弱光能量转化为电能并输出到能量储存模块储存，最大功率点追踪模块调节光伏电池输出电能的输出参数，确保光伏电池以最大功率适时为能量储存模块充电；通过能量瞬时泄放模块将能量储存模块内的电能向负载瞬时泄放；升压变换器对能量储存模块输出的电能进行升压并输出稳定电压到负载。本发明的有益技术效果是：对由弱光微能量转化得到的微电能进行储存，当能量积聚到一定量后，向负载瞬时输出，驱动负载完成一个周期的运行，从而保障无线传感器负载在无固定容量电池的条件下长期工作，避免了由固定容量电池驱动的无线传感器需要定期更换电池的问题。

主权项

一种室内弱光微能量采集系统，其特征在于：它由光伏电池（1）、最大功率点追踪模块（2）、能量储存模块（3）、能量瞬时泄放模块（4）和升压变换器（5）组成；光伏电池（1）与能量储存模块（3）之间电路连接，光伏电池（1）与能量储存模块（3）之间的电路的导通、截止通过最大功率点追踪模块（2）控制；能量储存模块（3）与升压变换器（5）之间电路连接，能量储存模块（3）与升压变换器（5）之间的电路的导通、截止通过能量瞬时泄放模块（4）控制；升压变换器（5）与负载电路连接；光伏电池（1）将弱光能量转化为电能并输出到能量储存模块（3）储存，最大功率点追踪模块（2）调节光伏电池（1）输出电能的输出参数，确保光伏电池以最大功率适时为能量储存模块充电；能量瞬时泄放模块（4）控制能量储存模块（3）的输出时机；升压变换器（5）对能量储存模块（3）输出的电能进行升压并输出稳定电压到负载；最大功率点追踪模块（2）由一个第一迟滞电压比较器、一个第一控制开关及其外围电路组成；第一控制开关控制光伏电池（1）和能量储存模块（3）之间线路的导通或截止；第一迟滞电压比较器将光伏电池（1）的输出电压与设定电压进行比较，达到设定电压时，第一迟滞电压比较器通过第一控制开关使光伏电池（1）和能量储存模块（3）之间的线路导通，光伏电池（1）向能量储存模块（3）输出电能；未达到设定电压时，第一迟滞电压比较器通过第一控制开关使光伏电池（1）和能量储存模块（3）之间的线路截止；能量瞬时泄放模块（4）的电路由一个第二迟滞电压比较器、一个第二控制开关及其外围电路组成，第二迟滞电压比较器监视能量储存模块（3）的电压，能量储存模块（3）的电压达到放电阈值上限时，第二迟滞电压比较器通过第二控制开关使能量储存模块（3）和升压变换器（5）之间的线路导通，能量储存模块（3）向升压变换器（5）放电；能量储存模块（3）的电压通过放电下降到放电阈值下限时，第二迟滞电压比较器通过第二控制开关使能量储存模块（3）和升压变换器（5）之间的线路截止。