一种微能量采集芯片、设备及其控制方法与流程

本申请属于弱能量采集领域，尤其涉及一种微能量采集芯片、设备及其控制方法。

背景技术：

在弱能量采集领域，能量使用效率很低，以按压采集电路为例，通过按压得到微能量交流电，进而根据微能量交流电生成微能量电压，以一个周期来看，从0v到最高点，最高点的微能量电压由储能电容大小决定。在0v升至2v期间，芯片(包括微处理器和射频芯片)是无法工作的。

原来的并联电路或者串联电路，只有一个系统储能电容(约2.2uf左右)，系统储能电容的正极和系统储能电容的负极分别电连接在芯片的供电正端和地。在系统工作电压低于约2v后，微处理器和射频芯片都停止工作，造成系统储能电容里存在残留电荷，微能量交流电不能有效利用，原理上只使用了最高电压到2v之间存储的电荷。

因此，上述微能量采集设备存在无法利用低于微能量电压的能量从而导致地微弱能量采集的阈值高和能量使用效率低的缺陷。

技术实现要素：

本申请提供了一种微能量采集芯片、设备及其控制方法，旨在解决现有技术所存在的微弱能量采集的阈值高和能量使用效率低的问题。

本申请是这样实现的，一种微能量采集芯片，其与第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一射频组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；

所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第三控制端，所述第一开关组件的控制端为所述微能量采集芯片的第二控制端，所述第五场效应管的栅极和所述第六场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第四控制端，所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第五控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的漏极、所述第一单向导通组件的负极以及所述第二单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电容端，所述第二场效应管的源极以及所述第一单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第一开关组件的第一输入输出端共同构成所述微能量采集芯片的模拟地端，所述第一开关组件的第二输入输出端和所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的漏极以及所述第八场效应管的漏极共同构成所述微能量采集芯片的电源地端，所述第四场效应管的源极与所述第三场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输出端，所述第六场效应管的源极与所述第五场效应管的源极和所述第一射频组件的射频地端连接，所述第八场效应管的源极与所述第七场效应管的源极和所述第一射频组件的数据端连接，所述第一射频组件的电源端和所述第二单向导通组件的负极共同构成所述微能量采集芯片的射频电源端；

所述第一储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电压输入端连接，所述第三储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电容端连接，所述第二储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的射频电源端连接，所述第二储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的第一电压输出端连接，所述第三储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的模拟地端共接于第一信号地，所述微能量采集芯片的电源地端和所述第一储能组件的第二端共接于电源地；

所述第一单向导通组件和所述第二单向导通组件均配置为单向导通第一微能量电压；所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件均配置为根据所述第一微能量电压进行充电；所述第一开关组件配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；所述第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第三场效应管根据第三控制信号连通所述微能量采集芯片的第一电容端和所述微能量采集芯片的第一电压输出端以使所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；所述第一射频组件配置为根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；所述第六场效应管根据第四控制信号连通所述第一地端电压至电源地；所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号。

本申请实施例还提供一种微能量采集芯片的控制方法，包括：

步骤a1：通过所述第一开关组件导通以使所述微能量采集芯片的模拟地端连接电源地；所述第一储能组件根据所述第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，所述第三储能组件根据所述第一单向导通组件导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管导通以使所述第二储能组件根据所述第二单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；

步骤a2：所述微能量采集芯片根据所述第一单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压工作；

步骤a3：通过所述微能量采集芯片的第二控制端输入第二控制信号以控制所述第一开关组件关断，以使所述微能量采集芯片的模拟地端与电源地断开；控制所述微能量采集芯片的第一控制端输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第二端的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第一端的电压为所述第三充电电压和所述第一充电电压的和，所述第一控制信号为低电平；控制所述微能量采集芯片的第三控制端输入第三控制信号，以使所述第二储能组件的第二端的电位等于所述微能量采集芯片的第一电容端的电位，所述第二储能组件的第二端的电位等于第三储能组件的第一端的电位，以使所述第二储能组件的第一端的电压等于所述第三充电电压、所述第一充电电压以及所述第二充电电压的和以生成所述第一倍压电压，所述第三控制信号为高电平；所述第一射频组件根据所述第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压；通过所述微能量采集芯片的第四控制端输入第四控制信号以控制所述第六场效应管连通所述第一地端电压至电源地；

步骤a4：所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号；所述第一射频组件根据所述第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号。

本申请实施例还提供一种微能量采集设备，包括第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及如上述的微能量采集芯片。

本申请实施例还提供另一种微能量采集芯片，

其与第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件以及第一射频组件连接，所述微能量采集芯片包括第一开关组件、第一单向导通组件、第二单向导通组件、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管以及第八场效应管；

所述第二场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第一控制端，所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第三控制端，所述第一开关组件的控制端为所述微能量采集芯片的第二控制端，所述第五场效应管的栅极和所述第六场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第四控制端，所述第七场效应管的栅极和所述第八场效应管的栅极共同构成所述微能量采集芯片的第五控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的漏极、所述第一单向导通组件的负极以及所述第二单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电容端，所述第二场效应管的源极以及所述第一单向导通组件的正极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第一开关组件的第一输入输出端共同构成所述微能量采集芯片的模拟地端，所述第一开关组件的第二输入输出端和所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的漏极以及所述第八场效应管的漏极共同构成所述微能量采集芯片的电源地端，所述第四场效应管的源极与所述第三场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一电压输出端，所述第六场效应管的源极和所述第五场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第二电压输入端，所述第八场效应管的源极和所述第七场效应管的源极共同构成所述微能量采集芯片的第一数据输入输出端，所述第二单向导通组件的负极为所述微能量采集芯片的射频电源端；

所述第一储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电压输入端连接，所述第三储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的第一电容端连接，所述第二储能组件的第一端与所述微能量采集芯片的射频电源端和所述第一射频组件的电源端连接，所述第二储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的第一电压输出端连接，所述微能量采集芯片的第二电压输入端与所述第一射频组件的射频地端连接，所述微能量采集芯片的第一数据输入输出端与所述第一射频组件的数据端连接，所述第三储能组件的第二端与所述微能量采集芯片的模拟地端共接于第一信号地，所述微能量采集芯片的电源地端和所述第一储能组件的第二端共接于电源地；

所述第一单向导通组件和所述第二单向导通组件均配置为单向导通第一微能量电压；所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件均配置为根据所述第一微能量电压进行充电；所述第一开关组件配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；所述第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和所述微能量采集芯片的第一电压输入端，所述第三场效应管根据第三控制信号连通所述微能量采集芯片的第一电容端和所述微能量采集芯片的第一电压输出端以使所述第一储能组件、所述第二储能组件以及所述第三储能组件依次串联以生成第二倍压电压；所述第一射频组件配置为根据所述第二倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；所述第六场效应管根据第四控制信号连通所述第一地端电压至电源地；所述第七场效应管和所述第八场效应管均配置为根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号。

本申请实施例还提供另一种的微能量采集芯片的控制方法，包括：

步骤b1：通过所述第一开关组件导通以使所述微能量采集芯片的模拟地端连接电源地；所述第一储能组件根据所述第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，所述第三储能组件根据所述第一单向导通组件导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管导通以使所述第二储能组件根据所述第二单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；

步骤b2：所述微能量采集芯片根据所述第一单向导通组件单向导通的所述第一微能量电压工作；

步骤b3：通过所述微能量采集芯片的第二控制端输入第二控制信号以控制所述第一开关组件关断，以使所述微能量采集芯片的模拟地端与电源地断开；控制所述微能量采集芯片的第一控制端输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第二端的电位等于所述第一储能组件的第一端的电位，所述第三储能组件第一端的电压为所述第三充电电压和所述第一充电电压的和，所述第一控制信号为低电平；控制所述微能量采集芯片的第三控制端输入第三控制信号，以使所述第二储能组件的第二端的电位等于所述微能量采集芯片的第一电容端的电位，所述第二储能组件的第二端的电位等于第三储能组件的第一端的电位，以使所述第二储能组件的第一端的电压等于所述第三充电电压、所述第一充电电压以及所述第二充电电压的和以生成所述第二倍压电压，所述第三控制信号为高电平；所述第一射频组件根据所述第二倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出所述第一地端电压；通过所述微能量采集芯片的第四控制端输入第四控制信号以控制所述第六场效应管连通所述第一地端电压至电源地；

步骤b4：所述第七场效应管和所述第八场效应管根据所述微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成所述第一数据信号；所述第一射频组件根据所述第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号。

本申请实施例还提供另一种微能量采集设备，包括第一储能组件、第二储能组件、第三储能组件、第一单向导通组件以及第二单向导通组件以及如上述的微能量采集芯片。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：从上述本申请可知，由于第一单向导通组件和第二单向导通组件单向导通第一微能量电压；第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件根据所述第一微能量电压进行充电；第一开关组件根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和微能量采集芯片的第一电压输入端，第三场效应管根据第三控制信号连通微能量采集芯片的第一电容端和微能量采集芯片的第一电压输出端以使第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件依次串联以生成第一倍压电压；第一射频组件根据第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送所述第一无线通信信号；第六场效应管根据第四控制信号连通第一地端电压至电源地；第七场效应管和第八场效应管根据微能量采集芯片的第五控制端接入的第一原始数据信号生成第一数据信号；通过第一储能组件、第二储能组件以及第三储能组件依次串联实现了三倍的倍压自举，降低了微弱能量采集的阈值，并提高了能量使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的微能量采集芯片的一种模块结构图；

图2为本申请实施例一提供的微能量采集芯片的另一种模块结构图；

图3为本申请实施例一提供的微能量采集芯片的一种电路结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的微能量采集设备的一种模块结构图；

图5为本申请实施例二提供的微能量采集设备的另一种模块结构图；

图6为本申请实施例二提供的微能量采集设备的一种示例电路结构图；

图7为本申请实施例三提供的微能量采集芯片的一种模块结构图；

图8为本申请实施例三提供的微能量采集芯片的另一种模块结构图；

图9为本申请实施例三提供的微能量采集芯片的一种电路结构示意图；

图10为本申请实施例四提供的微能量采集设备的一种模块结构图；

图11为本申请实施例四提供的微能量采集设备的另一种模块结构图；

图12为本申请实施例四提供的微能量采集设备的一种示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例一

图1示出了本申请实施例一提供的微能量采集芯片01的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例一相关的部分，详述如下：

一种微能量采集芯片01，其与第一储能组件02、第二储能组件03以及第三储能组件04连接，微能量采集芯片01包括第一开关组件011、第一射频组件012、第一单向导通组件05、第二单向导通组件06、第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4、第五场效应管m5、第六场效应管m6、第七场效应管m7以及第八场效应管m8。

其中，第二场效应管m2的栅极共同构成微能量采集芯片01的第一控制端a，第三场效应管m3的栅极和第四场效应管的栅极m4共同构成微能量采集芯片01的第三控制端c，第一开关组件011的控制端为微能量采集芯片01的第二控制端b，第五场效应管m5的栅极和第六场效应管的栅极m6共同构成微能量采集芯片01的第四控制端d，第七场效应管m7的栅极和第八场效应管的栅极m8共同构成微能量采集芯片01的第五控制端e，第三场效应管m3的漏极、第五场效应管m5的漏极、第七场效应管m7的漏极、第一单向导通组件05的负极以及第二单向导通组件06的正极共同构成微能量采集芯片01的第一电容端pc1，第二场效应管m2的源极以及第一单向导通组件05的正极共共同构成微能量采集芯片01的第一电压输入端p1.0，第二场效应管m2的漏极和第一开关组件011的第一输入输出端共同构成微能量采集芯片01的模拟地端agnd，第一开关组件011的第二输入输出端和第四场效应管m4的漏极、第六场效应管m6的漏极以及第八场效应管m8的漏极共同构成微能量采集芯片01的电源地端gnd，第四场效应管m4的源极与第三场效应管m3的源极共同构成微能量采集芯片01的第一电压输出端p2.0，第六场效应管m6的源极与第五场效应管m5的源极和第一射频组件012的射频地端连接，第八场效应管m8的源极与第七场效应管m7的源极和第一射频组件012的数据端连接，第一射频组件012的电源端和第二单向导通组件06的负极共同构成微能量采集芯片01的射频电源端rfvdd；

其中，第一储能组件02的第一端与微能量采集芯片01的第一电压输入端p1.0连接，第三储能组件04的第一端与微能量采集芯片01的第一电容端pc1连接，第二储能组件03的第一端与微能量采集芯片01的射频电源端rfvdd连接，第二储能组件03的第二端与微能量采集芯片01的第一电压输出端p2.0连接，第三储能组件04的第二端与微能量采集芯片01的模拟地端agnd共接于第一信号地，微能量采集芯片01的电源地端gnd和第一储能组件02的第二端共接于电源地；

在上述微能量采集芯片01中，第一单向导通组件05和第二单向导通组件06均配置为单向导通第一微能量电压；第一储能组件02、第二储能组件03以及第三储能组件04均配置为根据第一微能量电压进行充电；第一开关组件011配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和微能量采集芯片01的第一电压输入端p1.0，第三场效应管根据第三控制信号连通微能量采集芯片01的第一电容端pc1和微能量采集芯片01的第一电压输出端p2.0以使第一储能组件02、第二储能组件03以及第三储能组件04依次串联以生成第一倍压电压；第一射频组件012配置为根据第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送第一无线通信信号；第六场效应管m6根据第四控制信号连通第一地端电压至电源地；第七场效应管m7和第八场效应管m8均配置为根据微能量采集芯片01的第五控制端e接入的第一原始数据信号生成第一数据信号。

如图2所示，微能量采集芯片01还包括第一场效应管m1；其中，第一场效应管m1的栅极和第二场效应管m2的栅极共同构成微能量采集芯片01的第一控制端a，第一场效应管m1的漏极、第三场效应管m3的漏极、第五场效应管m5的漏极、第七场效应管m7的漏极、第一单向导通组件05的负极以及第二单向导通组件06的正极共同构成微能量采集芯片01的第一电容端pc1，第一场效应管m1的源极、第二场效应管m2的源极以及第一单向导通组件05的正极共共同构成微能量采集芯片01的第一电压输入端p1.0。

如图3所示，第一开关组件011为第一耗尽型场效应管jf1；

第一耗尽型场效应管jf1的栅极为第一开关组件011的控制端，第一耗尽型场效应管jf1的漏极为第一开关组件011的第一输入输出端，第一耗尽型场效应管jf1的源极为第一开关组件011的第二输入输出端。

作为示例而非限定，第四场效应管m4为耗尽型场效应管。第一单向导通组件05为第一二极管d1，第二单向导通组件06为第二二极管d2。

第一开关组件和第四场效应管m4均为耗尽型场效应管，故在微能量采集芯片10为工作时，第一开关组件和第四场效应管m4均导通，第一储能组件11和第二储能组件12在微能量采集芯片10为工作时，即根据第一微能量电压进行充电。

本申请实施例一还提供如图1所示的微能量采集芯片01的控制方法，包括：

步骤a1：通过第一开关组件011导通以使微能量采集芯片01的模拟地端agnd连接电源地gnd；第一储能组件02根据第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，第三储能组件04根据第一单向导通组件05导通的第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管m4导通以使第二储能组件03根据第二单向导通组件06单向导通的第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；

步骤a2：微能量采集芯片01根据第一单向导通组件05导通的第一微能量电压工作；

步骤a3：通过微能量采集芯片01的第二控制端b输入第二控制信号以控制第一开关组件011关断，以使微能量采集芯片01的模拟地端agnd与电源地gnd断开；控制微能量采集芯片01的第一控制端a输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于第一储能组件02的第一端的电位，第三储能组件04第二端的电位等于第一储能组件02的第一端的电位，第三储能组件04第一端的电压为第三充电电压和第一充电电压的和，第一控制信号为低电平；控制微能量采集芯片01的第三控制端c输入第三控制信号，以使第二储能组件03的第二端的电位等于微能量采集芯片01的第一电容端pc1的电位，第二储能组件03的第二端的电位等于第三储能组件04的第一端的电位，以使第二储能组件03的第一端的电压等于第三充电电压、第一充电电压以及第二充电电压的和以生成第一倍压电压，第三控制信号为高电平；第一射频组件012根据第一倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压；通过微能量采集芯片01的第四控制端d输入第四控制信号以控制第六场效应管m6连通第一地端电压至电源地；

步骤a4：第七场效应管m7和第八场效应管m8均配置为根据微能量采集芯片01的第五控制端e接入的第一原始数据信号生成第一数据信号；第一射频组件012根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送第一无线通信信号。

综上，本申请实施例一通过第一储能组件02、第二储能组件03以及第三储能组件04依次串联实现了三倍的倍压自举，降低了微弱能量采集的阈值，并提高了能量使用效率。

实施例二

图4示出了本申请实施例二提供的微能量采集设备的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例二相关的部分，详述如下：

一种微能量采集设备，包括第一储能组件02、第二储能组件03、第三储能组件04、以及如实施例一所述的微能量采集芯片01。

如图5所示，微能量采集设备还包括第一整流组件07。第一整流组件07与第一储能组件02、微能量采集芯片01以及第一单向导通组件05连接，配置为根据第一微能量交流电生成第一微能量电压。

如图6所示，第一储能组件02为第一电容c1，第二储能组件03为第二电容c2，第三储能组件04为第三电容c3。

实施例三

图7示出了本申请实施例三提供的微能量采集芯片10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例三相关的部分，详述如下：

一种微能量采集芯片10，其与第一储能组件11、第二储能组件12、第三储能组件13以及第一射频组件16连接，微能量采集芯片10包括第一开关组件101、第一单向导通组件14、第二单向导通组件15、第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4、第五场效应管m5、第六场效应管m6、第七场效应管m7以及第八场效应管m8。

其中，第二场效应管m2的栅极共同构成微能量采集芯片10的第一控制端a，第三场效应管m3的栅极和第四场效应管的栅极m4共同构成微能量采集芯片10的第三控制端c，第一开关组件101的控制端为微能量采集芯片10的第二控制端b，第五场效应管m5的栅极和第六场效应管的栅极m6共同构成微能量采集芯片10的第四控制端d，第七场效应管m7的栅极和第八场效应管的栅极m8共同构成微能量采集芯片10的第五控制端e，第三场效应管m3的漏极、第五场效应管m5的漏极、第七场效应管m7的漏极、第一单向导通组件14的负极以及第二单向导通组件15的正极共同构成微能量采集芯片10的第一电容端pc1，第二场效应管m2的源极以及第一单向导通组件14的正极共同构成微能量采集芯片10的第一电压输入端p1.0，第二场效应管m2的漏极和第一开关组件101的第一输入输出端共同构成微能量采集芯片10的模拟地端agnd，第一开关组件101的第二输入输出端和第四场效应管m4的漏极、第六场效应管m6的漏极以及第八场效应管m8的漏极共同构成微能量采集芯片10的电源地端gnd，第四场效应管m4的源极与第三场效应管m3的源极共同构成微能量采集芯片10的第一电压输出端p2.0，第六场效应管m6的源极和第五场效应管m5的源极共同构成微能量采集芯片10的第二电压输入端p3.0，第八场效应管m8的源极和第七场效应管m7的源极共同构成微能量采集芯片10的第一数据输入输出端p4.0，第二单向导通组件15的负极为微能量采集芯片的射频电源端rfvdd；

其中，第一储能组件11的第一端与微能量采集芯片10的第一电压输入端p1.0连接，第三储能组件13的第一端与微能量采集芯片10的第一电容端pc1连接，第二储能组件12的第一端与微能量采集芯片的射频电源端rfvdd和第一射频组件16的电源端连接，第二储能组件12的第二端与微能量采集芯片10的第一电压输出端p2.0连接，微能量采集芯片10的第二电压输入端p3.0与第一射频组件的射频地端连接，微能量采集芯片10的第一数据输入输出端p4.0与第一射频组件的数据端连接，第三储能组件13的第二端与微能量采集芯片10的模拟地端agnd共接于第一信号地，微能量采集芯片10的电源地端gnd和第一储能组件11的第二端共接于电源地；

在上述微能量采集芯片10中，第一单向导通组件14和第二单向导通组件15均配置为单向导通第一微能量电压；第一储能组件11、第二储能组件12以及第三储能组件13均配置为根据第一微能量电压进行充电；第一开关组件101配置为根据第二控制信号关断电源地和第一信号地的连接；第二场效应管根据第一控制信号连通第一信号地和微能量采集芯片10的第一电压输入端p1.0，第三场效应管根据第三控制信号连通微能量采集芯片10的第一电容端pc1和微能量采集芯片10的第一电压输出端p2.0以使第一储能组件11、第二储能组件12以及第三储能组件13依次串联以生成第二倍压电压；第一射频组件16配置为根据第二倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压，并根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送第一无线通信信号；第六场效应管m6根据第四控制信号连通第一地端电压至电源地；第七场效应管m7和第八场效应管m8均配置为根据微能量采集芯片10的第五控制端e接入的第一原始数据信号生成第一数据信号。

如图8所示，上述微能量采集芯片10还包括第一场效应管m1；其中，第一场效应管m1的栅极和第二场效应管m2的栅极共同构成微能量采集芯片10的第一控制端a，第一场效应管m1的漏极、第三场效应管m3的漏极、第五场效应管m5的漏极、第七场效应管m7的漏极、第一单向导通组件14的负极以及第二单向导通组件15的正极共同构成微能量采集芯片10的第一电容端pc1，第一场效应管m1的源极、第二场效应管m2的源极以及第一单向导通组件14的正极共同构成微能量采集芯片10的第一电压输入端p1.0。

如图9所示，第一开关组件为第二耗尽型场效应管jf2；

第二耗尽型场效应管jf2的栅极为第一开关组件101的控制端，第二耗尽型场效应管jf2的漏极为第一开关组件101的第一输入输出端，第二耗尽型场效应管jf2的源极为第一开关组件101的第二输入输出端。

作为示例而非限定，第四场效应管m4为耗尽性场效应管第一单向导通组件14为第七二极管d7，第二单向导通组件15为第八二极管d8。

第一开关组件和第四场效应管m4均为耗尽型场效应管，故在微能量采集芯片10为工作时，第一开关组件和第四场效应管m4均导通，第一储能组件11和第二储能组件12在微能量采集芯片10为工作时，即根据第一微能量电压进行充电。

本申请实施例三还提供如图7所示的微能量采集芯片10的控制方法，包括：

步骤b1：通过第一开关组件101导通以使微能量采集芯片10的模拟地端agnd连接电源地gnd；第一储能组件11根据第一微能量电压进行充电以生成第一充电电压，第三储能组件13根据第一单向导通组件14导通的第一微能量电压进行充电并生成第三充电电压；第四场效应管m4导通以使第二储能组件12根据第二单向导通组件15单向导通的第一微能量电压进行充电并生成第二充电电压；

步骤b2：微能量采集芯片10根据第一单向导通组件14导通的第一微能量电压工作；

步骤b3：通过微能量采集芯片10的第二控制端b输入第二控制信号以控制第一开关组件101关断，以使微能量采集芯片10的模拟地端agnd与电源地gnd断开；控制微能量采集芯片10的第一控制端a输入第一控制信号，以使第一信号地的电位等于第一储能组件11的第一端的电位，第三储能组件13第二端的电位等于第一储能组件11的第一端的电位，第三储能组件13第一端的电压为第三充电电压和第一充电电压的和，第一控制信号为低电平；控制微能量采集芯片10的第三控制端c输入第三控制信号，以使第二储能组件的第二端的电位等于微能量采集芯片10的第一电容端的电位，第二储能组件12的第二端的电位等于第三储能组件13的第一端的电位，以使第二储能组件12的第一端的电压等于第三充电电压、第一充电电压以及第二充电电压的和以生成第二倍压电压，第三控制信号为高电平；第一射频组件16根据第二倍压电压生成第一地端电压并从接地端输出第一地端电压；通过微能量采集芯片10的第四控制端d输入第四控制信号以控制第六场效应管m6连通第一地端电压至电源地；

步骤b4：第七场效应管m7和第八场效应管m8根据微能量采集芯片10的第五控制端e接入的第一原始数据信号生成第一数据信号；第一射频组件16根据第一数据信号生成第一无线通信信号且从无线链路发送第一无线通信信号。

综上所述，本申请实施例三通过第一储能组件11、第二储能组件12以及第三储能组件13依次串联实现了三倍的倍压自举，降低了微弱能量采集的阈值，并提高了能量使用效率。

实施例四

图10示出了本申请实施例四提供的微能量采集设备的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例四相关的部分，详述如下：

一种微能量采集设备，包括第一储能组件11、第二储能组件12、第三储能组件13以及如实施例三所述的微能量采集芯片10。

如图11所示，微能量采集设备还包括第一整流组件17。第一整流组件17与第一储能组件11、微能量采集芯片10以及第一单向导通组件14连接，配置为根据第一微能量交流电生成第一微能量电压。

如图12所示，第一储能组件11为第四电容c4，第二储能组件12为第五电容c5，第三储能组件13为第六电容c6。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。