一種無線傳輸系統的能量采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電學領域，具體的是涉及一種能量采集電路。
【背景技術】
[0002]射頻電磁能量普遍存在于外部自然環境當中，并且能量密度較高，因此射頻電磁能量采集是目前能量采集研究領域較為熱門的一種能量采集方式。一種由天線、倍壓電路和儲能電容組成的射頻能量采集系統收集周邊環境中的射頻能量為小功率器件供電。射頻能量采集方案使用串聯感應線圈對天線和負載電路進行阻抗匹配，之后用采集到的電能為無線傳感標簽供電。整流電路將射頻能量轉換為DC電壓為無線傳感網絡供電。近年來，隨著物聯網技術和無線傳感網絡的發展，各種類型的傳感器件得到越來越廣泛的使用，而傳感器的供能問題是限制傳感器應用范圍的主要因素之一。傳統的使用電池的傳感器具有以下缺點:電池的壽命有限，定期更換電池會對無線傳感網絡的維護造成不便；在某些特定場合和極端條件下無法更換電池；仿生學的生物植入器件會造成化學不穩定性和容易感染等問題。

【發明內容】

[0003]本發明就是針對上述問題，提供一種穩定性高、且適用于仿生學生物植入器件的一種無線傳輸系統的能量采集系統。
[0004]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括雙調諧阻抗變換網絡、整流電路、儲能電路、穩壓器、放大器、能量存儲電路、逆變器、控制器、電能瞬間釋放電路、無線傳感器收發節點；其特征在于:控制器的輸入端口連接放大器、能量存儲電路、逆變器；控制器的輸出端口連接整流電路、電能瞬間釋放電路和無線創拿起收發節點；整流電路的輸入端口連接雙協調阻抗變換網絡，整流電路的輸出端口連接儲能電路和穩壓器。
[0005]作為本發明的一種優選方案，所述的控制器為AT89S52單片機。
[0006]本發明有益效果。
[0007]本發明無線傳感系統的接收天線在接收到基站發射的射頻電磁波后，通過雙調諧阻抗變換網絡以高功率傳輸效率傳遞給整流電路，整流電路將射頻電磁波能量轉化為直流電能并存儲在能量存儲電路中。當能量存儲電路中的電能累積到一定水平后，通過電能瞬間釋放電路將能量存儲電路中的電能瞬間釋放出來，從而驅動無線傳感器收發節點正常工作。降低了電路自身的能量損耗，提高了天線與負載電路之間的功率傳輸效率和能量存儲電路的充電效率。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖所示，本發明包括雙調諧阻抗變換網絡、整流電路、儲能電路、穩壓器、放大器、能量存儲電路、逆變器、控制器、電能瞬間釋放電路、無線傳感器收發節點；其特征在于:控制器的輸入端口連接放大器、能量存儲電路、逆變器；控制器的輸出端口連接整流電路、電能瞬間釋放電路和無線創拿起收發節點；整流電路的輸入端口連接雙協調阻抗變換網絡，整流電路的輸出端口連接儲能電路和穩壓器。
[0010]作為本發明的一種優選方案，所述的控制器為AT89S52單片機。
[0011]在阻抗變換網絡達到雙諧振狀態時，系統的功率傳輸效率只與負載的阻抗以及次級線圈與初級線圈的匝數比有關。在負載的阻抗為一定值的條件下，要想提高阻抗變換網絡的功率傳輸效率就要使次級線圈與初級線圈的匝數比等于I。在阻抗變換網絡達到雙諧振狀態時，由于電容和電感受分布參數的影響較大，一般不再變動電容、電感值，而是通過提高負載阻抗的方法來使系統達到阻抗匹配的狀態。這時的功率傳輸效率實際上只與負載阻抗有關，阻抗變換網絡的功率傳輸效率會隨著負載阻抗的增大，因此不會一直增大，而是在達到一個最大值之后隨著負載阻抗的繼續增大而減小。這個過程的物理意義是對于整個雙調諧阻抗變換網絡來說，首先調節阻抗變換網絡的參數使它的初級回路和次級回路都達到諧振狀態，之后在保持其他參數不變的情況下，調節負載阻抗使阻抗變換網絡達到阻抗匹配的狀態，這時系統的功率傳輸效率達到最大。
[0012]電能瞬間放電電路是將儲能電容儲存的電能瞬間釋放出去，以較高的功率傳輸效率為負載供電。它由單端反激式升壓電路和脈沖信號發生器組成。儲能電容，濾波電容，是整流二極管，負載。電能瞬間釋放電路可以在短時間內提高輸出功率，從而為負載提供了足夠的能量。天線的性能由它的方向性，增益Gant和阻抗Zant共同決定。采用的是單端鞭狀半波天線，它屬于全向性天線，實際最大增益為3dBi。由于天線具有反射損耗，因此其接受射頻電磁波的強弱由散射參數Sll決定。基站發射的射頻電磁波信號的頻率為470MHz，繞組線圈采用銅線，初級線圈的直徑和次級線圈的直徑都為0.4_，次級線圈與初級線圈的匝數比η=Ν2::Ν1=1:1。雙調諧阻抗變換網絡的初級回路與次級回路都達到諧振狀態。
【主權項】
1.一種無線傳輸系統的能量采集系統，包括雙調諧阻抗變換網絡、整流電路、儲能電路、穩壓器、放大器、能量存儲電路、逆變器、控制器、電能瞬間釋放電路、無線傳感器收發節點；其特征在于:控制器的輸入端口連接放大器、能量存儲電路、逆變器；控制器的輸出端口連接整流電路、電能瞬間釋放電路和無線創拿起收發節點；整流電路的輸入端口連接雙協調阻抗變換網絡，整流電路的輸出端口連接儲能電路和穩壓器。2.根據權利要求1所述一種無線傳輸系統的能量采集系統，其特征在于:所述的控制器為AT89S52單片機。
【專利摘要】一種無線傳輸系統的能量采集系統屬于電學領域，具體的是涉及一種能量采集電路。本發明提供一種穩定性高、且適用于仿生學生物植入器件的一種無線傳輸系統的能量采集系統。本發明包括雙調諧阻抗變換網絡、整流電路、儲能電路、穩壓器、放大器、能量存儲電路、逆變器、控制器、電能瞬間釋放電路、無線傳感器收發節點；其特征在于：控制器的輸入端口連接放大器、能量存儲電路、逆變器；控制器的輸出端口連接整流電路、電能瞬間釋放電路和無線創拿起收發節點；整流電路的輸入端口連接雙協調阻抗變換網絡，整流電路的輸出端口連接儲能電路和穩壓器。
【IPC分類】H02J15/00
【公開號】CN105610247
【申請號】CN201410618863
【發明人】趙儉
【申請人】趙儉
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年11月6日