仪器仪表学报

作者：李时博，李 平，文玉梅，王国达，鞠登峰

单位：李时博,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,,李 平,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,,文玉梅,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,,王国达,1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,,鞠登峰,2. 国网智能电网研究院,

关键词：多芯电缆;磁场能量采集;电源管理电路;阻抗匹配;上变频

基金：国家重点研发计划(2022YFB3205703)、国家自然科学基金(61973217)项目资助

现有磁场能量采集器标准能量管理电路效率低、功耗高、输入阈值功率高,在换能器采集较弱磁场能量时,难以驱动多芯电缆监测系统。针对上述问题,本文提出了一种间歇充放电的低功耗多芯电缆微弱磁场能量采集管理电路方案,设计了自供电的低功耗间歇控制电路,大幅度降低功耗。该电路通过自供电变频匹配,提高管理电路的能量转换效率。实验结果表明,当三芯电缆通过40A、50Hz的交流电时,磁场能量采集器输出功率为3.3mW,管理电路的最大输出功率可达2.45mW,最大效率74.24%,较标准能量采集管理电路提升了6.9倍。所提出的超低功耗自供电控制电路,满足启动阈值的最小平均功耗仅为1.52μW,仅为带辅助电源的控制电路功耗的5.93%。该高效管理电路不仅可以用于多芯电缆微弱能量采集,还可以用于由于铠装屏蔽导致的微弱电缆周边磁场、电磁振动能量采集器、反向散射传感器网络等微弱感性磁场能量管理。

来源：2023年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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