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双频段环境能量收集电路设计

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简介:
本项目致力于研发一种高效能的双频段环境能量收集电路,旨在从多种环境中捕获并转换低频和高频信号为电能,适用于物联网设备及可穿戴技术。 我们设计了一款在低输入功率下工作的双频段能量采集电路,并采用T型匹配网络来实现整流电路的输入匹配。通过使用并联短截线技术,成功拓宽了该电路的工作带宽。实验结果表明,在1.84 GHz和2.45 GHz频率点上,阻抗匹配表现良好。 在0 dBm单频输入功率条件下,能量采集电路分别在两个工作频段(1.84 GHz 和 2.45 GHz)实现了显著的RF-DC转换效率:具体为5.12%和9.97%,同时负载两端的输出电压分别为0.51 V和0.71 V。当输入功率增加到双频模式下的0 dBm时,该电路的整体能量采集效率提高到了14.9%,对应的输出电压达到了0.87 V。 这些收集的能量足以支持低功耗设备的工作需求。

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    本项目致力于研发一种高效能的双频段环境能量收集电路,旨在从多种环境中捕获并转换低频和高频信号为电能,适用于物联网设备及可穿戴技术。 我们设计了一款在低输入功率下工作的双频段能量采集电路,并采用T型匹配网络来实现整流电路的输入匹配。通过使用并联短截线技术,成功拓宽了该电路的工作带宽。实验结果表明,在1.84 GHz和2.45 GHz频率点上,阻抗匹配表现良好。 在0 dBm单频输入功率条件下,能量采集电路分别在两个工作频段(1.84 GHz 和 2.45 GHz)实现了显著的RF-DC转换效率:具体为5.12%和9.97%,同时负载两端的输出电压分别为0.51 V和0.71 V。当输入功率增加到双频模式下的0 dBm时,该电路的整体能量采集效率提高到了14.9%,对应的输出电压达到了0.87 V。 这些收集的能量足以支持低功耗设备的工作需求。
  • 温度传感器节点的方案
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    本项目提出了一种专为温度传感器节点设计的环境能量收集电路方案,旨在提高能源利用效率并延长设备运行寿命。 本作品设计了一种基于nrf24l01的无线温度传感器网络节点,并结合了ADP5091多源环境能量收集技术,形成了一套完整的带能量补充功能的微功耗传感器节点系统。通过压电材料作为能量收集前端,实现对环境能源的有效采集和存储,并用于驱动温度传感器的工作。 该节点具有体积小、自主工作时间长的特点,在工业环境中能够进行远距离无线温度监测。设计中采用3V电池供电,使用TI公司的低功耗MSP430AFE253单片机作为核心处理器,此芯片集成了三个通道的24位ADC(模数转换器)。其中两个通道用于采集热电偶信号,一个通道用来获取冷端补偿信号。CPU完成冷端补偿计算后,将处理好的温度数据通过2.4G无线通信方式发送给Manager节点。 Manager节点采用STM32F103RCT6微控制器,并配备有2.4G无线模块用于接收来自传感器的数据;之后再通过以太网接口将其转发至测控系统。此项目的设计灵感来源于立创社区,相关设计资料仅供学习参考使用。
  • JDK
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  • 监测装置.pdf
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    本论文探讨了在智能电网环境中电能质量监测装置的设计方案,旨在提升电力系统的稳定性与效率。 基于智能电网的电能质量监测装置的设计旨在提高电力系统的稳定性和效率。该设计利用先进的传感器技术和数据分析算法来实时监控并分析电网中的各种参数,包括电压、电流和谐波失真等,以便及时发现并解决可能影响供电质量和可靠性的潜在问题。通过这种方式,可以有效提升智能电网的运行性能和用户满意度。
  • ADE7755
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    ADE7755是一款高性能电能计量IC,适用于单相和三相电力系统中的能量测量。它具备高精度、低功耗特性,并集成多种保护功能。 ADE7755高准确度电能测量集成电路中文说明书及其功能框图提供了详细的技术参数和电路设计参考。文档内容涵盖了该芯片的主要特性和应用范围,并通过清晰的功能模块图示,帮助读者更好地理解其内部结构与工作原理。
  • 池充器的DC/DC转换器方案-
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    本项目探讨了在锂电池充电器中应用DC/DC转换器的能量收集方案,并详细介绍了相关电路的设计与实现。通过优化能源利用效率,提升了设备性能和续航能力。 本项目基于LTC3331设计了一种能量收集电池充电器的毫微功率降压-升压型DC/DC转换器解决方案。该方案中的DC/DC转换器包括一个集成全波桥式整流器和高电压降压电路,用于从电源、太阳能或磁源中采集能量,并将这些能源转化为电能供给单个输出。 在有收集到的能量可用时,系统会启动降压转换器工作模式,从而降低分流充电器所需的静态电流至200nA。这有助于延长电池寿命并提高效率。而在没有收集能量的情况下,则通过启用升压转换器来单独向VOUT供电。 LTC3331无线电池充电解决方案集成了高电压能量采集电源和一个由可再充式电池驱动的降压-升压型DC/DC转换器,形成了一种适用于替代能源应用的单输出电源。该系统中还包括了一个10mA分流电路以简化利用收集到的能量对电池进行充电的过程,并且具备低电量断开功能来防止深度放电现象的发生。 锂电池充电器能量采集用的DC/DC转换器实物图和原理图可以查看附件内容,其中使用orCAD打开原理图文件,PADS软件用于PCB设计。
  • Buck重闭
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    本研究提出了一种创新的Buck电路双重闭环控制策略,旨在优化电源转换效率与稳定性。通过理论分析和实验验证,展示了该设计在动态响应及负载调节方面的显著优势。 Buck电路是一种直流-直流转换器,通过开关管的周期性开断将输入的直流电压转换为另一稳定的输出电压,且该输出电压低于输入电压,因此被称为Buck电路。双闭环设计指的是在标准Buck电路基础上增加内外两层控制结构以提升性能和稳定性:内环主要用于电流调节而外环则负责稳定输出电压,从而实现对输出电压与电流的精确调控。 进行双闭环设计时,需根据工作原理及性能指标选择合适的控制策略(如峰值电流模式或平均电流模式)并应用相应的算法。这有助于提高响应速度和减少纹波现象。 在设计过程中仿真分析至关重要。借助MATLAB Simulink等工具可对Buck电路建模与测试,验证所选控制策略的有效性及电路性能。通过仿真可以提前发现潜在问题、降低实际制作中的错误率并节约材料成本。 相关文件如DATE.asv和DATE.m可能包含脚本或数据记录了仿真过程的各项参数设定及其结果分析。而buck.slx.original、buck.slx等模型文件以及slprj项目文件则在MATLAB Simulink环境中用于设计与测试电路,它们是双闭环设计的核心资源。 此外,“Buck课程”相关资料如教学大纲和实验指导书有助于理解其原理及方法,并应用于实际需求中。通过这些理论知识结合实践操作可完成从概念到具体应用的转化过程。 综上所述,Buck电路及其双闭环设计涵盖多个方面包括但不限于电路理论、控制策略选择、仿真分析以及硬件实现等环节。设计师需充分利用各种工具与资源深入理解并优化此电源转换系统的设计方案以达到高性能高稳定性的目标。通过整理和分析项目文档可以进一步掌握相关技术和方法论。
  • 采用压技术的充
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    本项目专注于开发一种利用压电材料将机械能转换为电能的创新充电器。通过优化结构和算法提高效率,旨在实现便捷、环保的能量采集方案。 为了应对利用压电能量收集技术所获取的电能存储问题,本段落提出了一种充电器的设计方案。该设计方案采用以压电能量收集器与LTC3588—1电源管理芯片为核心的电压变换电路以及基于LTC4071充电控制芯片的充电控制系统,将采集到的能量转换并储存至锂电池中。实验结果显示,设计出的充电器能够提供稳定的4.1V直流输出电压以给锂电池充电,并成功实现了压电能量收集技术与电池储能的有效结合,展现出广阔的应用前景。
  • 声道音
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    本设计专注于探索和实现高效的双声道音频电路方案,旨在优化声音输出的质量与清晰度,适用于多种音响设备。 本课程设计采用TDA2822M作为功放芯片,并在前端增加两路运放,使用LM324N放大信号并加入音量控制及高低音调节电路。系统双通道输出,通过8欧姆喇叭进行音频信号的负载播放。
  • LTC3588器SCH PCB开源方案
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    简介:LTC3588是一款高效能量收集芯片,本文档提供了基于该芯片设计的能量收集系统原理图(SCH)和印刷电路板(PCB)布局的开源解决方案,适用于各种低功耗应用。 LTC3588 集成了低损耗全波桥式整流器及高效降压转换器,专为高输出阻抗能源(如压电换能器)优化设计的能量收集解决方案。该能量收集器不仅能够采集压电能量,还能利用太阳能。它包含两个将输入电压转化为直流源的电桥电路,并且这两个电桥的工作电流均不超过20伏特。 此外,此板可以单独作为降压调节器使用。LTC3588 能量收集器采用了一种具有宽迟滞窗口和超低静态电流欠压闭锁模式的设计原理,允许在输入电容器上积累足够的电量直到降压转换器能够有效地转移部分存储的电荷到输出为止。 当处于调节状态时,LTC3588-1 会进入睡眠模式,在此模式中,其输入和输出静态电流都非常小。根据需要,降压型转换器将接通或断开以保持电压稳定。通过引脚可以设定四种不同的输出电压(分别为1.8V、2.5V、3.3V 和 3.6V),连续的输出电流可达100mA;同时也可以选择合适的电容器来提供更高的电流脉冲。 对于给定输入电容值,一个设置在20伏特处的过压保护器可以实现较高的能量存储。技术规格包括:950纳安静态输入电流(空载时),450纳安欠压锁定模式下的静态输入电流,以及2.7V至20V的工作电压范围。 集成低损耗全波整流桥可提供高达100mA的输出电流,并支持多种选择性的输出电压。该设备还具有高效率、滞后降压直流/直流转换器和广泛的欠压锁定范围等特性。此外,它具备防止反向偏置输入端达25毫安的能力,在输入电压为20V时有效保护器件免受损害。 LTC3588 还适用于设计新型节能方案中的无电源遥控器项目。