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应用于无电池无线传感器的一种具有最大功率点追踪的超低静态电流电源管理系统
作者:Shiquan Fan; Ran Wei; Liuming Zh
2018-07-12 17:36:55
一、研究背景 随着物联网的发展,低压低功耗芯片发展迅速,其中以自供电芯片为目标的研究已在学术界广泛开展。本研究以物联网中广泛应用的温度传感器为研究基础,以此实验论证了采用压电(PZT)谐振器供电的包含整个电源管理系统的纳瓦级温度传感器节点(TSN)。 二、研究亮点与特色 可针对不同环境,完成震动能、压电能、摩擦电能、光电能、热能、化学能、风能、电磁能、射频信号能等能量的收集、存储,并根据需要为片上或片外低功耗传感器提供稳定且低噪的输出能量供给。此外,针对不同的传感器结构和类型进一步提供丰富的接口电路,用来读取传感器所产生的感应信号。配合低功耗收发机模块,可实现完整的无线传感节点功能。特点如下: 1. 电源管理部分静态电流可低至65nA; 2. 整个ASIC功耗(包含温度传感)不足1µW; 3. 具有最大功率点追踪; 4. 匹配最小16kΩ的厘米级以下压电片 5. 具有能量收集、存储和调整输出功能; 6. 提供超低噪声电源供给(10nA-100µA)片上/片外传感器; 7. 存储的能量支持ZigBee、Bluetooth等低功耗协议间歇数据传输; 8. 构建平均功耗小于5µW的无线传感节点; 三、预期社会与经济效益 本项目能以超低功耗实现完整无线传感节点,在IoT、环境监测等领域有良好的应用前景和社会经济效益。 四、下一步工作 此技术成熟,已申请中美专利,寻求与企业合作。
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  • 压电能量收集、最大功率点追踪、阻抗匹配、电源管理系统、buck-boost变换器、全桥整流器、LDO
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