多級能量分配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種多級能量分配系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于自然環(huán)境能源應(yīng)用越來越廣泛，同時各種低功耗電子元器件大量涌現(xiàn)，如何 對自然環(huán)境能源高效利用以給各種低功耗電子元器件供電成為一個越來越受關(guān)注的問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實 用新型的目的在于提出一種能夠?qū)⑹占奈⑷踝匀荒苻D(zhuǎn)換為電能給負載使用的多級能量 分配系統(tǒng)。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型提出了一種多級能量分配系統(tǒng)，包括：用于收集自然 能以輸出電能的能量源裝置；第一供電裝置，所述第一供電裝置與所述能量源裝置相連以 獲取所述能量源裝置輸出的電能；控制芯片，所述控制芯片與所述第一供電裝置相連；第 二供電裝置，所述第二供電裝置分別與所述能量源裝置和所述控制芯片相連，所述第二供 電裝置獲取所述能量源裝置輸出的電能以給所述控制芯片供電，以使所述控制芯片控制所 述第一供電裝置給用電負載供電。
[0005] 根據(jù)本實用新型的多級能量分配系統(tǒng)，能量源裝置收集自然能以輸出電能，第一 供電裝置和第二供電裝置分別獲取能量源裝置輸出的電能，其中，第二供電裝置用于給控 制芯片供電，以使控制芯片能夠控制第一供電裝置給用電負載供電。因此，本實用新型的多 級能量分配系統(tǒng)能夠?qū)⑹占奈⑷踝匀荒苻D(zhuǎn)換為電能，并采用分級方式給負載供電，從而 實現(xiàn)對微弱自然能的高效利用。
[0006] 另外，根據(jù)本實用新型上述的多級能量分配系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0007] 具體地，所述第一供電裝置包括第一整流儲能單元和第一開關(guān)電路，所述第一開 關(guān)電路的輸入端與所述第一整流儲能單元的輸出端相連，所述第一開關(guān)電路的輸出端與所 述用電負載相連，所述第一整流儲能單元的輸出端還與所述控制芯片的電壓檢測端相連， 所述第一開關(guān)電路的控制端與所述控制芯片的控制輸出端相連，其中，所述第一整流儲能 單元用以對所述能量源裝置輸出的電能進行整流后再存儲，所述控制芯片根據(jù)所述電壓檢 測端檢測到的所述第一整流儲能單元的供電電壓控制所述第一開關(guān)電路的導(dǎo)通或關(guān)斷，以 使所述第一整流儲能單元給所述用電負載供電。
[0008] 具體地，所述第二供電裝置包括：第二整流儲能單元，所述第二整流儲能單元與所 述能量源裝置相連以對所述能量源裝置輸出的電能進行整流后再存儲；第二開關(guān)電路，所 述第二開關(guān)電路的輸入端與所述第二整流儲能單元的輸出端相連，所述第二開關(guān)電路的輸 出端與所述控制芯片的供電端相連；第三整流儲能單元，所述第三整流儲能單元與所述能 量源裝置相連以對所述能量源裝置輸出的電能進行整流后再存儲；比較器電路，所述比較 器電路的第一輸入端與所述第三整流儲能單元的輸出端相連，所述比較器電路的第二輸入 端與第一參考電壓端相連，所述比較器電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連， 所述比較器電路根據(jù)所述第三整流儲能單元的供電電壓控制所述第二開關(guān)電路的導(dǎo)通或 關(guān)斷，并在所述第二開關(guān)電路導(dǎo)通時，所述第二整流儲能單元給所述控制芯片供電。
[0009] 進一步地，所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路均由MOS管構(gòu)成。
[0010] 具體地，所述第一整流儲能單元、所述第二整流儲能單元和所述第三整流儲能單 元均包括整流橋和儲能器，所述整流橋的輸入端與所述能量源裝置相連，所述整流橋的輸 出端與所述儲能器的正極端相連，所述儲能器的負極端接地。
[0011] 進一步地，所述儲能器為充電電池或儲能電容。
[0012] 優(yōu)選地，所述儲能電容可以為電解電容或聚丙苯乙烯電容。
[0013] 具體地，所述用電負載包括人機交互模塊、LED顯示模塊、無線通信模塊和報警模 塊。
[0014] 進一步地，在所述用電負載與所述第一開關(guān)電路的輸出端之間還連接有DC/DC變 換器。
[0015] 具體地，所述自然能包括風(fēng)能、光能、熱能、生物能和磁能。
【附圖說明】
[0016] 圖1是根據(jù)本實用新型實施例的多級能量分配系統(tǒng)的方框示意圖。
[0017] 圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的多級能量分配系統(tǒng)的電路圖。
[0018] 圖3是根據(jù)本實用新型另一個實施例的多級能量分配系統(tǒng)的電路圖。
[0019] 圖4是根據(jù)本實用新型一個實施例的多級能量分配系統(tǒng)中第一儲能電容、第二儲 能電容和第三儲能電容的充放電邏輯曲線圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0021] 下面參照附圖來描述根據(jù)本實用新型實施例提出的多級能量分配系統(tǒng)。
[0022] 圖1是根據(jù)本實用新型實施例的多級能量分配系統(tǒng)的方框示意圖。如圖1所示， 該多級能量分配系統(tǒng)包括：能量源裝置10、第一供電裝置20、控制芯片30和第二供電裝置 40〇
[0023] 其中，能量源裝置10用于收集自然能以輸出電能，第一供電裝置20與能量源裝置 10相連以獲取能量源裝置10輸出的電能，控制芯片30與第一供電裝置20相連。第二供電 裝置40分別與能量源裝置10和控制芯片30相連，第二供電裝置40獲取能量源裝置10輸 出的電能以給控制芯片30供電，以使控制芯片30控制第一供電裝置20給用電負載50供 電。
[0024] 在本實用新型的實施例中，控制芯片30可以為單片機、ARM、FPGA以及DSP等。
[0025]根據(jù)本實用新型的一個實施例，如圖2所示，第一供電裝置20包括第一整流儲能 單元21和第一開關(guān)電路22,第一開關(guān)電路22的輸入端與第一整流儲能單元21的輸出端 相連，第一開關(guān)電路22的輸出端與用電負載50相連，第一整流儲能單元21的輸出端還與 控制芯片30的電壓檢測端相連，第一開關(guān)電路22的控制端與控制芯片30的控制輸出端相 連，其中，第一整流儲能單元21用以對能量源裝置10輸出的電能進行整流后再存儲，控制 芯片30根據(jù)電壓檢測端檢測到的第一整流儲能單元21的供電電壓控制第一開關(guān)電路22 的導(dǎo)通或關(guān)斷，以使第一整流儲能單元21給用電負載50供電。
[0026] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，如圖2所示，第二供電裝置40包括：第二整流儲能 單元41、第二開關(guān)電路42、第三整流儲能單元43和比較器電路44,第二整流儲能單元41與 能量源裝置10相連以對能量源裝置10輸出的電能進行整流后再存儲，第二開關(guān)電路42的 輸入端與第二整流儲能單元41的輸出端相連，第二開關(guān)電路42的輸出端與控制芯片30的 供電端相連，第三整流儲能單元43與能量源裝置10相連以對能量源裝置10輸出的電能進 行整流后再存儲，比較器電路44的第一輸入端與第三整流儲能單元43的輸出端相連，比較 器電路44的第二輸入端與第一參考電壓端相連，比較器電路44的輸出端與第二開關(guān)電路 42的控制端相連，比較器電路44根據(jù)第三整流儲能單元43的供電電壓控制第二開關(guān)電路 42的導(dǎo)通或關(guān)斷，并在第二開關(guān)電路42導(dǎo)通時，第二整流儲能單元41給控制芯片30供電。
[0027] 也就是說，可以把比較器電路44作為一級控制部分，控制芯片30作為二級控制部 分，用電負載50作為三級工況部分，一級控制部分根據(jù)第三整流儲能單元43的供電電壓來 控制第二開關(guān)電路42的導(dǎo)通與否，從而控制二級控制部分是否進行工作，在二級控制部分 得電工作后，二級控制部分根據(jù)檢測到的第一整流儲能單元21的供電電壓來控制第一開 關(guān)電路22的導(dǎo)通與否，從而控制三級工況部分是否進行