微型温差电池的无线传感器节点自供电系统设计

2.3  双电压比较器MIC841N为核心的比较器电路设计

在本文中，采用MIC841N作为电压比较器，通过该比较器可以实现对储能电容存储电压的检测，并对后续的线性稳压器的工作状态进行控制。如图4所示是MIC841N的工作参考电路，本文依托参考电路，合理设置外围电阻等器件参数，来实现其比较控制功能。

图4  MIC841N双电压比较器工作参考电路

首先，如图4所示，连接好电路，其Vin端接前面电路的储能电容器的正极；Vin端通过电阻R2接入LTH端；LTH端和HTH端通过电阻R3相连；HTH端接电阻R4然后接地；Vout接TPS78001芯片的EN端。

然后按照以下的方法确定MIC841N的外围电阻的阻值：

根据MIC841N芯片的特性，低电压阈值为：

    （6）

高电压阈值为：

   （7）

对于MIC841N芯片来说，VREF=1.240V。

由于本文是要驱动一个无线发射模块，根据本文所使用的无线发射模块的工作电压范围（2.4V-3.0V），所以VIN(lo)=2.4V，VIN(lo)=3.0V，由此本文可以确定外围电阻R4,R2,R3的阻值。本文在实际操作中，设定R4+R2+R3=1MΩ，结合公式（6）和公式（7），本文可以计算出：R4=484KΩ,R2=413KΩ,R3=103KΩ。

微型温差发电器采集到的能量给储能电容器充电是一个储能电容器两端的电压逐渐升高的过程，而其放电过程是一个电容器两端的电压缓慢下降的过程。输入双电压比较器MIC841N的Vin处的电压即是电容器两端的电压，那么MIC841N的输出结果如图5所示。

图5 MIC841N芯片工作功能图

从该输出结果本文可以看出，只有电容器的电压在一定的范围内的时候才能输出一个高电平，这恰恰可以用来控制后续稳压器模块的中断，进而最有效的利用能量。