能量收集器介绍，无线传感器操作方法指南

能量收集的概念如图2所示。当开关被触发时，会移动一个永磁铁，这将在线圈中产生磁场变化，并产生电流。在负载为100Ω的开关操作下，电能产出约为0.33mWs；峰值电压在6V至15V之间。

图2

当开关被触发时，会移动一个永磁铁，这将在线圈中产生磁场变化，并产生电流。

图3显示了在不同的电源管理阶段能量收集器输出电压的信号形状。在开关操作期间，开关输出交流电压。然而，控制和传输电子设备无法使用这种电压。在下一步中，将通过一个二极管产生脉动正电压。电容传感器会平滑波形并提供电压曲线c）。这种电压仍然无法用于操作发射器/接收器芯片。

无线传感器解决方案需要功耗极低的功率管理设备，因为其电压和电流状态不断变化。该组件将提供的不稳定电压和电流转换为可储存的稳定电能。它还可以将能量（如本例中所示）传递给系统负载，并保持正确的电压。通常，功耗管理芯片包含用于保护负载和可能存在的任何能量储存设备的电路。

在本例中，TPS62125被用作直流转换器。Texas Instruments的降压器产生我们需要操作射频部分的1.8V电压。

图3

电源管理不同阶段采集器输出电压的信号波形。

该组件具有高达17V的宽输入电压范围，并且在静态电流（或称IQ）约为11µA时运行。后者是一个重要的参数，因为它表示不可用于有用电子器件的电力比例。

62125的一个特殊功能是输入电压监测装置，以比较器单元的形式将电路开关导通或断开。对于能量收集应用而言，这个供电电压监视器（SVS）非常重要，以确保电压转换的可靠和干净的启动。通过TPS62125，比较器的开关/关闭电压可以通过电阻进行调整。因此，当切换灯开关后，输入电压上升达到DC/DC转换器开启阈值时，输出电压开始增加。只要输入电压未达到较低的开关阈值（关闭阈值），转换器就会提供稳定的输出电压。

当启动转换器时，总会产生一定的开机浪涌电流。这会导致输入电压下降，因为此时尚未采集到全部能量。在供电路径中加载容量可以避免启动直流转换器时可能出现的问题。

图4

使用比较器对DC/DC转换器进行输入电压监测，以控制其开关状态。

图5展示了TPS62125的典型应用。设置输出电压为3.3V，比较器未配置。输出电压通过电阻分压器R1和R2进行调节。下表列出了选定电压的电阻值。（见下）。

图5

TPS62125的典型应用如左图所示。设置输出电压为3.3V，并未配置比较器。比较器通过三个电阻进行配置，如右图所示。

图片：Texas Instruments

若想自己尝试，请使用以下公式：

比较器（图4）通过三个电阻进行配置（右图的图5）。输入电压水平VIN启动时，可以通过电阻REN1和REN2来设置和计算转换器开始工作的电压：

电阻值REN1和REN2的计算公式为：

转换器停止工作的关闭电平由电阻REN1、REN2和REN hys确定：

其中REN hys由以下电阻组成：

经过电阻REN1、REN2和REN hys的电流应大于1µA。在整个温度范围内操作转换器的应用中，可以将电阻值降低到更小的值。