这些系统在大多数情况下使用主电池是不现实的。在这些应用中，能量收集技术能够在不采用主要电池的情况下解决供电问题。单靠能量收集往往无法产生连续运行传感器-发送器所需的足够功率-能量收集可产生约 1mW~10mW 有源传感器-发送器组合的功率需求 100mW~250mW。
能量收集系统
LTC3588-1 它包含一个非常低泄漏的桥式整流器，其输入位于 PZ1 和 PZ而输出位于 VIN 和 GND。VIN 降压稳压器的输入电源也有非常低的静态电流。降压稳压器的输出电压由 D1 和 D0 设定为 3.3V。
图 1:基于压电元件的完整能量收集系统不受电网的限制
图 1 该方案采用了一个完整的系统实现方案 LTC3588-1 能量收集器和降压稳压器 IC、两个 LTC4071 并联电池充电器，两个GM BATTERY GMB301009 8mAh电池和模拟传感器-发送器 (模拟成一个工具 1% 占空比的 12.4mA 负载)。 该设计利用薄膜电池积累压电元件收集的能量，并提供给一个 无线传感器发送器占空比1%。
LTC4071 并联电池充电器具有可编程浮动电压和温度补偿功能。浮动电压设置为 4.1V，其容差为 ±因此，产生了1% 4.14V 的最大值 —— 安全低于电池允许的最大浮动电压。
LTC3588 由一个 Advanced Cerametrics Incorporated PFCB-W14 它能产生压电传感器驱动 12mW 最大功率。在我们的实现计划中，PFCB-W14 提供了大约 2mW 的功率。另外，LTC4071 还能通过 NTC 当电池温度较高时，信号检测电池温度，降低浮动电压，以最大限度地延长电池的工作寿命。
LTC4071 可在内部提供 50mA 并联电流。但是，当电池低于浮动电压时，LTC4071 仅从电池吸收约 600nA 的电流。GM BATTERY GMB301009电池具有 8mAh 的容量和 10Ω 左右内串联电阻。
模拟传感器-发送器的建模采用 Microchip PIC18LF14K22 和 MRF24J40MA 2.4GHz IEEE 802.15.4 射频收发器模块。射频芯片在发送和接收模式下的吸收电流分别为 23mA 和 18mA。模型将其表示为一个 12.4mA、0.98% 占空比 (2ms/204ms) 负载，使用自计时数字定时器和负责 267Ω 切换电阻开关 MOSFET 来设定。
充电-发送 (Charging-Sending)
传感器-发送器在运行中运行 1% 吸收时间 12.4mA × 3.3V ≈ 41mW 的功率 (即 0.41mW 左右平均功率)，留出一些电流给电池充电。考虑到 LTC3588 降压型稳压器的效率为 85%，当平均 VIN 为 9.2V (见图 2)降压稳压器静态电流为 8μA 系统消耗的平均电流为：
当处于运行状态时，PFCB-W14 平均输送功率约为 9.2V × 180μA ≈ 1.7mW。可用电流必须充电电池，并负责驱动模拟传感器-发送器的降压稳压器。
能够收集能量 0.5% 空比驱动传感器-发送器，并留出约定 120μA 电流供电池充电。GMB301009 电池容量为 8mAh，所以他们可以 75 大约几个小时充满电。
操作模式 该系统有两种操作模式：充电-发送和放电-发送。在充电-发送模式下，电池充电，传感器-发送器提供一个 0.5% 负载占空比。传感器-发送器在放电过程中处于运行状态，但此时尚未开始 PFCB-W14 收集能量。
放电-发送 (Discharging-Sending)
当 PFCB-W14 未输送功率时，VIN 上电压降至：
是的，反射负载电流计算公式变为：
降压稳压器的静态电流较高，因为它必须更频繁地开关 7.5V 与 9.2V 调整 78μA 在静态电流条件下，如果不收集能量，电池的放电时间约为 115 小时。这表明电池的电荷存储容量 >8.95mAh。这些电池在新时代储存的电荷比额定值高 12%。
需要断开电路，以确保电池在合理的时间内不会放电。LTC4071 提供内部低电池电量断接电路。测量后，在室温下，开始时会产生断开电路 <2nA 的电池负载。这种漏电流通常会受到影响 PCB 漏电流的控制。当电池漏电流仅为 2nA 在损坏之前，电池可以在断开状态下工作 50,000 小时。
仅仅停止发送器的运行或断开负载将无法保护电池，因为 LTC4071 吸收约 600nA 静态电流。这种静态电流虽然很低，但包括 LTC3588-1 总负载接近 2μA。在电压下降到足以损坏电池之前，完全放电的电池只能提供约 100μA 的电流。
测量结果 图 1 放电-发送系统(图 3) 和充电-发送(图 4) 测量了这两种操作模式。
充电-发送 当 PFCB-W14 再次开始向系统输送功率时，VIN 将上升至 7V，从而给 LTC4071 中断接 FET 对体二极管施加正偏置。这将给电池充电，直到达到重接门限，然后允许重新连接电池 BAT1 和 BAT2。观察图 4 可以发现，这将表现为 VIN 上部电压迅速降至电池组电压。由于 VIN 上部电压现在是 VBAT1 VBAT2 (180μA x 15k) = 6.2V，因此 LTC3588 上部降压稳压器将重新启动，并可再次提供 3.3V 电压。
放电-发送
在图 3 当电池提供所有系统能量时，我们给出了它 (PFCB-W14 压电传感器未提供任何能量) 两个电池 BAT1、BAT2 的电压以及 VBUCK 随时间变化。
BAT1上的负载是 LTC4071 和 LTC3588 的 2μA 静态电流。这个小负载。 BAT1 直到 LTC4071 低电池电量断开功能电路启动，BAT1 然后被切断。
直到电池缓慢放电 BAT2 触发 LTC4071 的 LBO 直到门限，然后断开电路并启动 BAT2 所有电路 (U5 除外) 断接。这将导致 LTC3588 的 VIN 引脚电压降至稳压器 UVLO 以下，而稳压器将关断。
结论
在这个特殊的系统中，一个压电传感器提供间歇性电源，而两个电池负责存储传感器-发送器的能量。在 PFCB-W15 停电后，电池将允许系统 0.5% 传感器-发送器达 115 小时。如果需要较长的电池工作时间，可以降低传感器-发送器的空间比，以满足这一要求。集成断开开关用于保护电池免受过度放电的损坏。该系统可在 75 即使在小时内完成电池的全充电 0.5% 传感器-发送器的占空比也不例外。