本實(shí)用新型涉及能量采集領(lǐng)域，具體的來說是涉及一種環(huán)境能量采集裝置。

背景技術(shù)：

隨著世界能源危機(jī)的日益加重，以及環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，世界各國政府已經(jīng)開始重視新能源開發(fā)利用技術(shù)。當(dāng)前，新能源技術(shù)已經(jīng)獲得很大發(fā)展，特別是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在中、大功率等級(jí)的應(yīng)用越來越廣泛。但是，在小功率等級(jí)的應(yīng)用方面，還有待深入研究和發(fā)展，特別是在可穿戴設(shè)備的能源供應(yīng)上?，F(xiàn)有技術(shù)仍然未能將環(huán)境能量采集技術(shù)與可穿戴設(shè)備有效結(jié)合起來，而延長可穿戴設(shè)備的待機(jī)時(shí)間是當(dāng)前公認(rèn)的重要問題，因此急需發(fā)明一種可靠、高效的環(huán)境采集技術(shù)，進(jìn)一步提高可穿戴設(shè)備的待機(jī)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供一種環(huán)境能量采集裝置。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種環(huán)境能量采集裝置，包括太陽能光伏面板、電能采集與穩(wěn)壓電路、控制器電路、模擬開關(guān)和鋰離子電池組；

所述太陽能光伏面板的輸出端與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸入端連接；所述控制器電路的輸出端與電能采集與穩(wěn)壓電路和模擬開關(guān)的控制端連接；所述模擬開關(guān)的輸入端與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸出端連接；所述模擬開關(guān)的輸出端與外部可穿戴設(shè)備連接；所述鋰離子電池組的輸出端與模擬開關(guān)連接；所述鋰離子電池組與控制器電路連接供電。

上述方案中，優(yōu)選的是太陽能光伏面板的輸出端與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸入端設(shè)置有電感L1和電容C1，所述電感L1的一端與太陽能光伏面板的一輸出端連接；所述電容C1與電感L1的另一端連接且與太陽能光伏面板的輸出端并聯(lián)連接。

上述方案中，優(yōu)選的是電能采集與穩(wěn)壓電路輸出端設(shè)置有電感L2和電容C2，所述電感L2的一端與電能采集與穩(wěn)壓電路的一輸出端連接；所述電容C2與電感L2的另一端連接且與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸出端并聯(lián)連接。

上述方案中，優(yōu)選的是太陽能光伏面板使用0.1W/4V/20mA規(guī)格的柔性薄膜太陽能光伏面板。

上述方案中，優(yōu)選的是模擬開關(guān)使用型號(hào)為2M04ASQ的MOS管。

上述方案中，優(yōu)選的是電能采集與穩(wěn)壓電路使用型號(hào)為BQ25570的未處理芯片。

上述方案中，優(yōu)選的是控制器電路包括MCU，MCU型號(hào)為Cortex-M0。

上述方案中，優(yōu)選的是鋰離子電池組使用電壓為3.7V的鋰離子電池組。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1、本實(shí)用新型采用高集成能量采集毫微功耗控制芯片，有利于實(shí)現(xiàn)超小體積、高集成得可穿戴設(shè)備供電系統(tǒng)，且實(shí)現(xiàn)微弱能量的采集；

2、本實(shí)用新型采用超低功耗MCU進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，極大地優(yōu)化了能量的采集與轉(zhuǎn)換，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性；

3、本實(shí)用新型通過在可穿戴設(shè)備能量采集裝置中進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，提高環(huán)境能量的轉(zhuǎn)換效率，有利于產(chǎn)品的商業(yè)化。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

一種環(huán)境能量采集裝置，如圖1所示，包括太陽能光伏面板、電能采集與穩(wěn)壓電路、控制器電路、模擬開關(guān)和鋰離子電池組。太陽能光伏面板的輸出端與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸入端設(shè)置有電感L1和電容C1，所述電感L1的一端與太陽能光伏面板的一輸出端連接；所述電容C1與電感L1的另一端連接且與太陽能光伏面板的輸出端并聯(lián)連接。電能采集與穩(wěn)壓電路輸出端設(shè)置有電感L2和電容C2，所述電感L2的一端與電能采集與穩(wěn)壓電路的一輸出端連接；所述電容C2與電感L2的另一端連接且與電能采集與穩(wěn)壓電路的輸出端并聯(lián)連接。

太陽能光伏面板使用0.1W/4V/20mA規(guī)格的柔性薄膜太陽能光伏面板。模擬開關(guān)使用型號(hào)為2M04ASQ的MOS管。電能采集與穩(wěn)壓電路使用型號(hào)為BQ25570的未處理芯片?？刂破麟娐钒∕CU，MCU型號(hào)為Cortex-M0。鋰離子電池組使用電壓為3.7V的鋰離子電池組。柔性薄膜太陽能光伏面板負(fù)責(zé)收集環(huán)境能量，即環(huán)境光照的能量；高集成能量采集毫微功耗BQ25570負(fù)責(zé)進(jìn)行能量的高效率轉(zhuǎn)換；模擬開關(guān)用于控制功率流向；鋰離子電池組用于儲(chǔ)存能量以及供電；超低功耗MCU是系統(tǒng)的核心控制部件。

柔性薄膜太陽能光伏面板的輸出端通過L₁、C₁組成的濾波電路電連接到高集成能量采集毫微功耗BQ25570的輸入端，高集成能量采集毫微功耗BQ25570的輸出端通過L₂、C₂組成的濾波電路電連接到模擬開關(guān)和鋰離子電池組的輸入端，超低功耗MCU通過控制信號(hào)線分別與高集成能量采集毫微功耗BQ25570、模擬開關(guān)和鋰離子電池組進(jìn)行連接，鋰離子電池組的輸出端與模擬開關(guān)的輸入端進(jìn)行電連接，模擬開關(guān)輸出端與可穿戴設(shè)備相連。

柔性薄膜太陽能光伏面板將環(huán)境光照(包含太陽光、燈光等)轉(zhuǎn)換成電能，形成電壓輸出，由于該電壓受環(huán)境光照強(qiáng)弱的影響，輸出電壓具有隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)，即輸出電壓不穩(wěn)定，且由于柔性薄膜太陽能光伏面板的輸出非線性特性，導(dǎo)致輸出電能效率受到影響，為此，采用高集成能量采集毫微功耗BQ25570進(jìn)行電能的穩(wěn)定控制，一方面進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，另一方面進(jìn)行電能穩(wěn)定的控制，即使微弱的電能也被采集轉(zhuǎn)換。高集成能量采集毫微功耗BQ25570進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換控制后，輸出電能通過L₂、C₂組成的濾波電路進(jìn)行硬件濾波后送到模擬開關(guān)的輸入端和鋰離子電池組的輸入端，一方面通過控制模擬開關(guān)可以將該電能直接輸送到可穿戴設(shè)備，另一方面鋰電池組可以將電能存儲(chǔ)起來。超低功耗MCU一方面通過對(duì)高集成能量采集毫微功耗BQ25570進(jìn)行信號(hào)采集，獲得太陽能能量大小信息，另一方面通過對(duì)鋰離子電池組進(jìn)行信號(hào)采集，獲得電池容量信息，以便對(duì)模擬開關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)供電。當(dāng)太陽能充足時(shí)，控制模擬開關(guān)，優(yōu)先使用太陽能電能給可穿戴設(shè)備供電，同時(shí)為鋰離子電池組充電，當(dāng)太陽能不足時(shí)，利用鋰離子電池組補(bǔ)充，確保可穿戴設(shè)備供電的穩(wěn)定，當(dāng)無光照時(shí)，使用鋰離子電池組給可穿戴設(shè)備供電。

以上已對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型創(chuàng)造精神的前提下還可以作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。