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MEMS微能源系统电源管理控制技术研究

更新时间：2020-02-24 14:25:44 大小：2M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：mems电源管理单片机 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

近年来，微电子技术和MEMS技术得到快速发展，同时低功耗电子器件、微型传感系统、微型嵌入式系统以及无线射频技术(RF)等应用越来越普遍，系统功耗也越来越低，这就使得将环境能转换为电能的MEMS微型发电机为这些微电子系统供电成为可能。然而迄今为止，MEMS微型发电机单体输出功率微小，仅在微瓦到毫瓦之间，因而要使其得到应用，研究电源管理控制技术是关键。

  针对MEMS微型发电机单体输出功率微小的问题，提出一种快速充电电源管理控制技术方案。通过分析MEMS微型发电机的输出特性和MEMS超级电容器的储能特性，研究并建立了由MEMS微型发电机、MEMS超级电容器以及电源管理控制电路构成的微能源系统的电学仿真模型；针对不同负载要求，设计出一种寄生功耗微小的快速充电电源管理电路和一种以微功耗单片机ATmega168V为控制核心的混合储能快速充电电源自主管理电路。实验表明，快速充电电源管理电路要比传统充电储能电路快得多，能满足那些一次性工作且瞬间消耗较大功率的电子系统的工作要求；电源自主管理电路实现了在MEMS微型发电机应用中快速充电和自主控制功能。

  本文主要工作如下：

  ①在分析了电源管理控制技术及其应用电路的国内外研究现状，传统电源管理电路难以满足MEMS微型发电机应用要求的基础上，提出了一种MEMS微能源系统电源管理控制技术方案；

  ②简要分析了MEMS微型发电机的输出特性以及超级电容器的储能特性，在此基础上建立了基于MEMS微型发电机的微能源系统的电学仿真模型，并采用MATLAB/Simulink工具进行了仿真实验分析；

  ③设计出一种寄生功耗微小的快速充电电源控制电路和一种快速充电电源自主管理系统，完成了硬件电路电路制作；

  ④利用IAR Embedded Workbench开发环境编写了电源管理控制电路嵌入式控制程序，并完成系统调试；

  ⑤进行了MEMS微能源系统电源管理控制电路的实验测试，并对实验结果进行了分析和讨论，表明所设计的管理电路达到设计要求。

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