2.5 DC-DC升压电路
DC-DC升压电路选择MC34063,其性价比高,效率高。如图6所示,输入电压Vin是2.5~40 V,输绕行电感器出电压V1是5V。
2.6 智能电源管理电路设计
智能电源管理电路选用芯片MAX1555,一体电感器首先针对外接电源与锂电池电源的实时电压状态自动选择供电方式;其次,完成对系统内3.7 V 2 200mAh的锂电池的充电任务。如图7所示,当外接USB接口默认选用USB电源。如果没有USB提供电源时,当振动能量足够,此时V1等于5V,一边为系统提供大功率电感贴片电感器电能,一面为锂电池充电;当振动能量太小时,MAX1555 4脚自动关闭,与5脚相连的锂电池自动供电,实现了振动能量和锂电临安电感厂池之前的无缝切换。
2.7 LDO电源电路模块
LDO电路选择ADP3300-3.3,其输入电压System load的范围是3.2~12 V,输出电压是3.3 V,如图8所示。
3 低功耗设计
微处理器有一种较为通用的电源管理机制,在该机制中将系统的功耗模式分为3种:常规模式、空闲模式和省电模式。其中,常规模式的功耗最高,空闲模式的功耗次之,省电模式功耗最低。电感生产系统完成初始化后即进入低功耗工作模式状态,进入低功耗模式后,电流仅达到几个μA。一旦有允许的中断请求,CPU将在大约10μs的时间内被唤醒进入活动模式,执行中断服务程序。执行完毕,系统返回到中断前的状态,继续低功耗模式。系统在空闲模式下依然要启动定时器,如果在定时器到期之前收到外部触发信号,系统将回到常规模式并取消定时器;如果没有收到外部的触发信号,系统将保持在休眠模式并且系统会在定时器到期后进入省电模式,以便更进一步地降低功耗。系统中断流程如图9所示。
4 结束语
本文针对生物信息检测系统,利用振动产生的能量,结合可充电锂电池,为无线传感器网络节点永久提供能量。该系统经过硬件测试,运行稳定,工作良好,不仅能自动对供电方式进行选择,而且可以完成对锂电池的充电功能。同时,系统软件提供的睡眠唤醒机制与通信协议相匹配,能够保证在无线传感器网络可靠通信的基础上,进一步满足低功耗系统需求。系统结构简单,成本低,节点寿命长,可靠性高,有较高的使用价值。
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