微型温差电池的无线传感器节点自供电系统设计

　　3.电路整体工作方式和测试

　　结合图2的系统整体原理电路图，本文电路的整体的工作方式如下：TEG将温差能转换为电能，电能通过MPPT接口实现电能功率的最大化利用，然后经过DC-DC升压装置将电压升到3V左右，开始给储能电容器充电。如果TEG产生的电能的功率很大，电路则一边给储能电容器充电，一边驱动后面的比较器、稳压器以及无线发射模块。若TEG产生的电能比较微弱，则首先给储能电容器进行充电，随着充电的进行，当储能电容器中的电压达到双电压比较器MIC841N的阈值电压时，比较器输出一个高电平，该高电平将使稳压器TPS78001处于使能工作状态，稳压器稳定工作，然后储能电容器开始给后面的无线传感器节点供电;当储能电容器放电一段时间后，其电压下降，当电压下降到MIC841N的低压阈值时，MIC841N输出低电平，此时稳压器TPS78001处于中断状态，储能电容器不再对外放电，而开始继续充电，循环往复，本文电路会一直工作下去。

　　本文实验过程中采用的TEG是德国Micropelt公司生产的TE-Core-direct，无线发射接收模块使用德州仪器生产的RF2500模块，其他电路采用本文中设计的电路。在实验过程中实现了在温差低至3摄氏度的能量采集，可以将数据直线发送到62.7米的接收端。实验结果表明，本文设计电路实现了应用范围广，发送距离长等特点。

　　结语

　　本文提供了一种基于微型温差电池的无线传感网络节点自供电系统，通过选择BQ25504、MIC841N和TPS78001芯片，设计相关外围电路，构建了一个完整的无线传感网络节点。实验结果表明，该自供电系统具备启动电压低，能以最大功率点输出的优点。发射模块传送的距离可达62.7m，可直接放置于暖气片、空调出风口、等物体表面，实现微弱能源的采集和利用，能有效解决无线传感网络节点能源供电问题，具备较高的实用价值。