一種物聯網傳感器微型供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于給物聯網低功耗傳感器供電的裝置，屬于電源技術領域。
【背景技術】
[0002]物聯網是指把所有物品通過傳感器和射頻識別(RFID)等信息感知設備與互連網連接起來，實現智能化識別和管理。物聯網傳感器的供電裝置應具有體積小、使用時間長、能夠連續(xù)供電等特點。目前，物聯網傳感器一般采用太陽能電池板供電，但在夜晚或白天太陽光較弱時，太陽能電池板不能提供穩(wěn)定的電壓，特別是當物品長時間存放在光線較弱的場所時，物聯網傳感器將無法工作，嚴重影響了信息的采集和傳送，因此有必要加以改進。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種物聯網傳感器微型供電系統，徹底解決物聯網傳感器不能正常供電的問題。
[0004]本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的:
[0005]一種物聯網傳感器微型供電系統，構成中包括CPU、鋰電池、太陽能充電裝置、無線充電裝置和開關電源模塊，所述太陽能充電裝置包括太陽能電池板、充電器和場效應管，所述太陽能電池板的輸出端接充電器的VIN端及CPU的Vin端口 ；所述充電器的BAT端給鋰電池充電并接CPU的Vbat端口，其PROG端依次經限流電阻和場效應管接地，場效應管的柵極接CPU的EN-Charge端口 ；所述開關電源模塊的輸入端接鋰電池正極，EN端接CPU的EN-Out端口，VOUT端給物聯網傳感器供電。
[0006]上述物聯網傳感器微型供電系統，所述無線充電裝置包括充電電感和整流二極管，二者串聯連接后并接在鋰電池兩端。
[0007]上述物聯網傳感器微型供電系統，所述太陽能電池板的輸出端設置有儲能電容。
[0008]上述物聯網傳感器微型供電系統，所述開關電源模塊的EN端設置有上拉電阻。
[0009]上述物聯網傳感器微型供電系統，所述開關電源模塊的VOUT端設置有濾波電容。
[0010]上述物聯網傳感器微型供電系統，所述開關電源模塊的LI端與L2端之間設置有濾波電感。
[0011]本實用新型可采用多種方式給鋰電池充電，大大提高了物聯網傳感器供電的可靠性，保證了供電的連續(xù)性，從而確保了物聯網信息的正常采集和傳送。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型的電原理圖。
[0014]圖中各標號為:U1、充電器，U2、開關電源模塊，L1、濾波電感，L2、充電電感，D1、整流二極管，Q1、場效應管，CPU、微處理器，GV、太陽能電池板，B、鋰電池，Cl、儲能電容，C2、濾波電容，R1、限流電阻，R2、上拉電阻。
【具體實施方式】
[0015]參看圖1，本實用新型包括充電器U1、開關電源模塊U2、濾波電感L1、充電電感L2、整流二極管Dl、場效應管Ql、微處理器CPU、太陽能電池板GV、鋰電池B、儲能電容Cl、濾波電容C2、限流電阻Rl和上拉電阻R2，開關電源模塊U2采用TPS63020，充電器Ul采用LTC4054ES5-4.2。
[0016]充電器Ul的輸入端接太陽能電池板GV的輸出電壓，其輸出電壓接鋰電池B。充電器Ul的控制信號來自于微功耗CPU的EN-Charge端口。開關電源模塊U2的控制信號來自于微功耗CPU的EN-Out端口。微功耗CPU還通過其Vin端口和Vbat端口采集太陽能電池板GV和鋰電池B的電壓。
[0017]充電電感L2接收無線充電設備發(fā)出的電磁信號，其感應電壓經整流二極管Dl給鋰電池B充電。為提高無線充電的效率，可以將充電電感L2設置在本實用新型的底部，將無線充電器的輸出線圈也設置在無線充電器的上表面，使兩者能夠很容易地緊密貼合，以提高能量傳輸效率。
[0018]本裝置的工作過程:
[0019]微功耗CPU實時檢測鋰電池B和太陽能電池板GV的輸出電壓，如果鋰電池B的電壓低于4.0V,且太陽能電池板GV的輸出電壓大于鋰電池B的電壓，則微功耗CPU的EN-Charge端口輸出的充電控制信號是高電平，充電器Ul啟動工作，給鋰電池B充電；如果太陽能電池板GV的輸出電壓小于鋰電池B的電壓，則微功耗CPU輸出的充電控制信號是低電平，充電器不工作。同時，微功耗CPU檢測到鋰電池B的電壓大于2.5V時，其EN-Out端口輸出的開關電源控制信號是高電平，啟動開關電源模塊U2工作。這樣開關電源模塊U2就輸出穩(wěn)恒的電壓Vout。通過微功耗CPU的控制，就實現了對鋰電池的充電控制和開關電源穩(wěn)恒電壓的輸出控制。
[0020]當物品長時間存放在光線較弱的位置時，鋰電池B的端電壓將無法維持在2.5V以上，導致本供電系統不能輸出穩(wěn)定電壓，此時可以利用無線充電裝置通過充電電感L2給鋰電池B充電，以解物聯網信息不能正常采集和傳送的燃眉之急。
【主權項】
1.一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，它包括CPU、鋰電池(B)、太陽能充電裝置、無線充電裝置和開關電源模塊(U2)，所述太陽能充電裝置包括太陽能電池板(GV)、充電器(Ul)和場效應管(Ql)，所述太陽能電池板(GV)的輸出端接充電器(Ul)的Vin端及CPU的Vin端口 ；所述充電器(Ul)的BAT端給鋰電池(B)充電并接CPU的Vbat端口，其PROG端依次經限流電阻(Rl)和場效應管(Ql)接地，場效應管(Ql)的柵極接CPU的EN-Charge端口 ；所述開關電源模塊(U2)的輸入端接鋰電池(B)正極，EN端接CPU的EN-Out端口，VOUT端給物聯網傳感器供電。
2.根據權利要求1所述的一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，所述無線充電裝置包括充電電感(L2)和整流二極管(D1)，二者串聯連接后并接在鋰電池(B)兩端。
3.根據權利要求1或2所述的一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，所述太陽能電池板(GV)的輸出端設置有儲能電容(Cl)。
4.根據權利要求3所述的一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，所述開關電源模塊(U2 )的EN端設置有上拉電阻(R2 )。
5.根據權利要求4所述的一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，所述開關電源模塊(U2 )的VOUT端設置有濾波電容(C2 )。
6.根據權利要求5所述的一種物聯網傳感器微型供電系統，其特征是，所述開關電源模塊(U2)的LI端與L2端之間設置有濾波電感(LI)。
【專利摘要】一種物聯網傳感器微型供電系統，它包括CPU、鋰電池、太陽能充電裝置、無線充電裝置和開關電源模塊，所述太陽能充電裝置包括太陽能電池板、充電器和場效應管，所述太陽能電池板的輸出端接充電器的VIN端及CPU的Vin端口；所述充電器的BAT端給鋰電池充電并接CPU的Vbat端口，其PROG端依次經限流電阻和場效應管接地，場效應管的柵極接CPU的EN-Charge端口；所述開關電源模塊的輸入端接鋰電池正極，EN端接CPU的EN-Out端口，VOUT端給物聯網傳感器供電。本實用新型可采用多種方式給鋰電池充電，大大提高了物聯網傳感器供電的可靠性，保證了供電的連續(xù)性，從而確保了物聯網信息的正常采集和傳送。
【IPC分類】H02J7-02
【公開號】CN204316161
【申請?zhí)枴緾N201420864099
【發(fā)明人】劉鋒
【申請人】保定市心慧教育技術裝備有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月31日