一种电源产生方法及电路，无线通信装置和传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及传感器供电技术，特别设及一种电源产生方法及电路，无线通信装置 和传感器。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，目前人类已经进入数字化、智能化时代，智能电网、智能建筑等 越来越成为社会进步的追求，绿色低碳的生活理念已深入人屯、，因此使得各类传感器尤其 智能传感器得到了世界主要发达国家的重视，各国投入了巨量资金和科学家进行智能传感 器的研究，目前各领域已经出现了各种应用类型的智能传感器，在智能建筑、节能降耗、智 能电网等领域开始得到广泛应用。
[0003] 但由于目前几乎所有的传感器必须要解决供电问题才能正常工作，无论电磁感应 取能、太阳能、风能、电池供电均不仅只能解决部分问题，而且电磁感应取电、电池供电均存 在能耗、环境污染等严重问题，太阳能、风能因转换效率、尺寸、安装维护、可靠性等问题，目 前还无法在智能传感器领域得到有效应用，并且在大多数场合，如电缆供电线路、矿井、建 筑、交通、化工、军事装备、情报、航空等各种场合，对无源智能传感器出现了井喷似需求。
[0004] 但目前国内外主要传感器均需要由电源供电，无法适用于未来的世界。
【发明内容】
阳〇化]考虑到成本W及制造工艺的简单化，最重要的是考虑到装置的尺寸必须适用于各 种空间，包括非常小的空间，因此不可能采用面积非常大的电能转换器件，因此直接利用电 能转换器件直接为无线通信装置供电是不现实的。本发明就是通过电源电路将微弱的电能 缓慢累积存储能至足够大时输出，给无线通信装置提供电源。
[0006] 为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电源电路，该电路包括电能转换 器件和升压电路；电能转换器件根据热电效应或压电效应将溫度差或机械能转换为电能； 升压电路将电能缓慢累积存储。
[0007] 优选地，电能转换器件为热电转换器件，热电转换器件输入端的其中一端接入冷 端，另一端接入热端，其输出端与升压电路连接；热电转换器件根据热电效应将冷端和热端 的溫度差转换为电能。
[0008] 优选地，电能转换器件为压电转换器件，压电转换器件根据压电效应将机械能转 换为电能。
[0009] 优选，升压电路包括：变压器、第一电容、第二电容、二极管和电子开关；其中
[0010] 变压器具有原线圈和副线圈，原线圈的一端与电能转换器件的输出端，W及第一 电容的第一端连接；原线圈的另一端与电子开关的控制端；副线圈的一端与二极管的阳 极，W及电子开关的一端连接；副线圈的另一端与第一电容的第一端连接；第一电容的另 一端与电能转换器件的输出端，W及电子开关接地；二极管的阴极和第二电容连接；电能 缓慢累积存储在第二电容。
[0011] 优选地，电子开关为低导通电阻场效应管器件。
[0012] 优选地，升压电路还包括输出电路；该输出电路在需要时输出电压。
[0013] 优选地，输出电路还包括：稳压管、比较器、基准电压、低压差线性稳压器、第一电 阻和第二电阻；其中
[0014] 比较器比较第二电容缓慢累积存储的电能和基准电压；第二电容缓慢累积存储的 电能为比较器的同相输入端或比较器的反相输入端的一端接入信号，基准电压为比较器的 同相输入端或比较器的反相输入端的另一端接入信号；当比较器的同相输入端电压大于比 较器反相输入端的电压时，比较器输出第一电平信号；当比较器的同相输入端电压小于所 述比较器的反相输入端的电压时，比较器输出第二电平信号；低压差线性稳压器包括输入 端、使能端和反馈端；当比较器输出的第一电平信号或第二电平信号为低压差线形稳压器 的使能端信号时，低压差线性稳压器的输出电压根据第一电阻和第二电阻的比例来调节； 当低压差线性稳压器被禁止时，低压差线性稳压器停止工作；稳压管给低压差线性稳压器 提供稳定的输入电压。
[0015] 第二方面，本发明提供了一种无线通信装置，该无线通信装置包括电源电路、逻辑 控制电路和无线收发装置；其中，电源电路，用于输出电能，启动逻辑控制电路；逻辑控制 电路，在处理物理量、数字信息技术后，控制开关闭合，使无线收发装置获得电能；无线收发 装置通过数据接口接受逻辑控制电路的无线通信的信息；逻辑控制电路驱使无线收发装置 将接受到的信息发送出去，并接受上位机的确认信息；当无线收发装置成功收发信息后，控 制开关断开，使电源电路进入下一轮取能过程。
[0016] 第=方面，本发明提供了一种传感器，该传感器包括上述无线通信装置。
[0017] 第四方面，本发明提供了一种电源产生方法，该方法包括W下步骤：
[0018] 根据热电效应或压电效应将溫度差或机械能转换为电能；将电能缓慢累积存储。
[0019] 优选地，根据热电效应或压电效应将溫度差或机械能转换为电能的步骤包括：
[0020] 电能转换器件根据热电效应将冷端和热端的溫度差转换为电能；或者由压电转换 器件根据压电效应将机械能转换为电能。
[0021] 本发明通过将热电转换成电源或将机械转换成电源的原理，解决了无线通信装置 供电的问题，从而解决了智能传感器的电源问题。
【附图说明】
[0022] 下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：
[0023] 图1是本发明实施例提供的一种无线通信装置结构示意图；
[0024] 图2是图1所示无线通信装置的一种电源电路结构示意图；
[0025] 图3是图1所示无线通信装置的另一种电源电路结构示意图；
[0026] 图4是图1所示无线通信装置的又一种电源电路结构示意图；
[0027] 图5是本发明实施例提供的一种电源电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面通过附图和实施例，对本申请实施例的技术方案做进一步的详细描述。
[0029] 本发明实施例提供的电源电路，在传感器领域将会得到广泛应用，因为不需要真 正意义上的电源（电池、电磁感应），运一取能技术不仅不需要矿石能源，并且节能环保，运 一技术的推广使得智能传感器尤其带无线通信能力的智能传感器可W根据人们需要的安 装在如何人们需要的地方，为构建节能型、智能型、数字化社会提供了技术保障。
[0030] 大多数物理量的检测，包括汽车尾气、智能建筑的机械和电气环境监测、机器人信 号与人类的交流、军事情报监测、航空智能传感器、交通、教育、科研等领域，均需要大量的 智能数字化传感器，运些传感器大都有一个共同特点，就是需要实现无线通信功能，便于信 息、数据远传。
[0031] 图1是本发明实施例提供的一种无线通信装置结构示意框图。如图1所示，无线通 信装置包括电源电路100、逻辑控制电路200和无线收发装置300。VDD的值为例如3. 6V。 阳03引 电源电路100输出电压为例如3. 6V，启动逻辑控制电路200 ;当逻辑控制电路200 处理完所有的物理量、数字信息技术后，并控制开关K闭合，使无线收发装置300获得电源 电压（例如3. 6V);逻辑控制装置200通过数据接口给无线收发装置300传送无线通信的 消息，并且逻辑控制装置200驱使无线通信装置300将受到的信息发送出去，并接受上位机 的确认信息；当无线收发装置300成功收发消息后，控制开关K断开，使电源电路100进入 下一轮取能过程。
[0033] 图2是图1所示无线通信装置的一种电源电路结构示意图。如图2所示，电源电 路100包括电能转换器件10和升压电路20,其中电能转换器件10根据热电效应或压电效 应将溫度差或机械能转换为电能；升压电路20将电能缓慢累积存储。
[0034] 图3是图1所示无线通信装置的另一种电源电路结构示意图。如图3所示，电能 转换器件10为热电转换器件11，热电转换器件11输入端的其中一端接入冷端，另一端接入 热端，其输出端与升压电路20连接；热电转换器件11根据热电效应将冷端和热端的溫度差 转换为电能；升压电路20将电能缓慢累积存储。
[0035] 图4是图1所示无线通信装置的又一种电源电路结构示意图。如图4所示，电能 转换器件10为压电转换器件12,压电转换器件12根据压电效应将机械能转换为电能；升 压电路20将电能转换器件10产生的电能缓慢累积存储。
[0036] 图5是本发明的一个实施例的电源电路。该电源电路包括热电转换器件11和升 压电路20,其中热电转换器件11的输入端的一端接入冷端，另一端接入热端，根据热电效 应将冷热端的溫度差转化为电压差；升压电路20将热电转换器件产生的电压差缓慢累积 存储。
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