MEMS微能源系統(tǒng)電源管理控制技術(shù)研究.pdf

1、近年來，微電子技術(shù)和MEMS技術(shù)得到快速發(fā)展，同時低功耗電子器件、微型傳感系統(tǒng)、微型嵌入式系統(tǒng)以及無線射頻技術(shù)(RF)等應用越來越普遍，系統(tǒng)功耗也越來越低，這就使得將環(huán)境能轉(zhuǎn)換為電能的MEMS微型發(fā)電機為這些微電子系統(tǒng)供電成為可能。然而迄今為止，MEMS微型發(fā)電機單體輸出功率微小，僅在微瓦到毫瓦之間，因而要使其得到應用，研究電源管理控制技術(shù)是關(guān)鍵。
　　針對MEMS微型發(fā)電機單體輸出功率微小的問題，提出一種快速充電電源管理控制技術(shù)

2、方案。通過分析MEMS微型發(fā)電機的輸出特性和MEMS超級電容器的儲能特性，研究并建立了由MEMS微型發(fā)電機、MEMS超級電容器以及電源管理控制電路構(gòu)成的微能源系統(tǒng)的電學仿真模型；針對不同負載要求，設計出一種寄生功耗微小的快速充電電源管理電路和一種以微功耗單片機ATmega168V為控制核心的混合儲能快速充電電源自主管理電路。實驗表明，快速充電電源管理電路要比傳統(tǒng)充電儲能電路快得多，能滿足那些一次性工作且瞬間消耗較大功率的電子系統(tǒng)的工作要

3、求；電源自主管理電路實現(xiàn)了在MEMS微型發(fā)電機應用中快速充電和自主控制功能。
　　本文主要工作如下：
　?、僭诜治隽穗娫垂芾砜刂萍夹g(shù)及其應用電路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，傳統(tǒng)電源管理電路難以滿足MEMS微型發(fā)電機應用要求的基礎(chǔ)上，提出了一種MEMS微能源系統(tǒng)電源管理控制技術(shù)方案；
　?、诤喴治隽薓EMS微型發(fā)電機的輸出特性以及超級電容器的儲能特性，在此基礎(chǔ)上建立了基于MEMS微型發(fā)電機的微能源系統(tǒng)的電學仿真模型，并采用MAT