【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能量收集，具体涉及弱光能量收集器及弱光能量收集方法。
技术介绍
1、能量收集芯片的工作原理通常基于能量转换材料和技术，如压电材料、热电材料、光伏材料等。当环境中存在能量时，这些材料会受到激励并产生电荷，从而实现能量的转换，转换后得到的电能被存储在芯片内部的电容器或电池中，以供后续使用。
2、现有的能量收集芯片大多采用dc-dc转换器实现能量收集，这种方案适用于室外太阳光较大的场景下。而在室内，由于日光灯光能较弱，造成上述方案的能量收集效率降低，而且系统复杂，实现成本较高。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了弱光能量收集器及弱光能量收集方法，能够有效克服现有技术所存在的对于弱光输入的能量收集效率较低，以及实现成本较高的缺陷。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、弱光能量收集器，包括输入检测模块、低功耗自启动电路、能量转换电路电荷泵、充电开关、负载开关、电池监测模块和开关控制模块；
6、输入检测模块，对太阳能板因弱光输入产生的输入端电压进行检测，并将输入端电压检测结果发送至低功耗自启动电路；
7、低功耗自启动电路，基于输入端电压检测结果将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压；
8、能量转换电路电荷泵，基于输出端电压检测结果判断缓启动是否完成，并将输入端的能量转移至输出端
9、电池监测模块，对输出端电压、充电电池电压进行监测，并将输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果发送至能量转换电路电荷泵和开关控制模块；
10、开关控制模块，根据输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果进行相应开关控制，以实现充电电池的充电、过压保护和欠压保护。
11、优选地，所述低功耗自启动电路基于输入端电压检测结果将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压，包括：
12、当输入端电压大于启动最低电压阈值时，低功耗自启动电路将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压。
13、优选地，所述能量转换电路电荷泵基于输出端电压检测结果判断缓启动是否完成，并将输入端的能量转移至输出端，快速升高输出端电压，包括：
14、当输出端电压大于缓启动完成电压阈值时，能量转换电路电荷泵判断缓启动完成并开始工作，将输入端的能量转移至输出端，快速升高输出端电压。
15、优选地，所述弱光能量收集器还包括充电开关、负载开关，所述充电开关连接于输出端与充电电池之间，所述负载开关连接于充电电池与电子负载之间。
16、优选地，所述开关控制模块根据输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果进行相应开关控制，以实现充电电池的充电、过压保护和欠压保护，包括：
17、当输出端电压大于充电电压阈值时，开关控制模块控制充电开关打开，开始给充电电池充电；
18、当充电电池电压大于过压保护电压阈值时，开关控制模块控制充电开关关断，停止充电；
19、当充电电池电压大于欠压保护电压阈值时，开关控制模块控制负载开关打开；
20、其中，负载开关具有过流监测功能，当输出电流大于过流保护阈值，所述负载开关自动关断。
21、一种弱光能量收集方法，包括以下步骤：
22、s1、输入检测模块对太阳能板因弱光输入产生的输入端电压进行检测，并将输入端电压检测结果发送至低功耗自启动电路；
23、s2、当输入端电压大于启动最低电压阈值时，低功耗自启动电路将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压；
24、s3、电池监测模块对输出端电压、充电电池电压进行监测，并将输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果发送至能量转换电路电荷泵和开关控制模块；
25、s4、当输出端电压大于缓启动完成电压阈值时，能量转换电路电荷泵判断缓启动完成并开始工作，将输入端的能量转移至输出端，快速升高输出端电压；
26、s5、开关控制模块根据输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果进行相应开关控制，以实现充电电池的充电、过压保护和欠压保护。
27、优选地，s5中开关控制模块根据输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果进行相应开关控制，以实现充电电池的充电、过压保护和欠压保护，包括：
28、当输出端电压大于充电电压阈值时，开关控制模块控制充电开关打开，开始给充电电池充电；
29、当充电电池电压大于过压保护电压阈值时，开关控制模块控制充电开关关断，停止充电；
30、当充电电池电压大于欠压保护电压阈值时，开关控制模块控制负载开关打开；
31、其中，负载开关具有过流监测功能，当输出电流大于过流保护阈值，所述负载开关自动关断。
32、优选地，所述充电开关连接于输出端与充电电池之间，所述负载开关连接于充电电池与电子负载之间。
33、(三)有益效果
34、与现有技术相比，本专利技术所提供的弱光能量收集器及弱光能量收集方法，自身工作功耗非常低，当太阳能板因弱光输入产生输入端电压时，适配太阳能板最大功率点对充电电池进行自动充电，外部仅使用电容存储电能，整个过程非常简单，能够有效提高对于弱光输入的能量收集效率，同时系统简单，实现成本较低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.弱光能量收集器，其特征在于：包括输入检测模块、低功耗自启动电路、能量转换电路电荷泵、充电开关、负载开关、电池监测模块和开关控制模块；
2.根据权利要求1所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述低功耗自启动电路基于输入端电压检测结果将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压，包括：
3.根据权利要求2所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述能量转换电路电荷泵基于输出端电压检测结果判断缓启动是否完成，并将输入端的能量转移至输出端，快速升高输出端电压，包括：
4.根据权利要求3所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述弱光能量收集器还包括充电开关、负载开关，所述充电开关连接于输出端与充电电池之间，所述负载开关连接于充电电池与电子负载之间。
5.根据权利要求4所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述开关控制模块根据输出端电压检测结果、充电电池电压检测结果进行相应开关控制，以实现充电电池的充电、过压保护和欠压保护，包括：
6.一种弱光能量收集方法，应用于权利要求3所述的弱光能量收集器，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据
8.根据权利要求7所述的弱光能量收集方法，其特征在于：所述充电开关连接于输出端与充电电池之间，所述负载开关连接于充电电池与电子负载之间。
...【技术特征摘要】
1.弱光能量收集器，其特征在于：包括输入检测模块、低功耗自启动电路、能量转换电路电荷泵、充电开关、负载开关、电池监测模块和开关控制模块；
2.根据权利要求1所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述低功耗自启动电路基于输入端电压检测结果将输入端的能量转移至输出端，缓慢升高输出端电压，包括：
3.根据权利要求2所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述能量转换电路电荷泵基于输出端电压检测结果判断缓启动是否完成，并将输入端的能量转移至输出端，快速升高输出端电压，包括：
4.根据权利要求3所述的弱光能量收集器，其特征在于：所述弱光能量收集器还包括充电开关、负载开关，所述充电开关连接于输出端与充电电池之间，所述负载开关连接于充电电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：方金河，
申请(专利权)人：聆思半导体技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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