胎压传感器是一种在汽车上应用多年的无线传感器,但是电能供应一直是制约该传感器使用寿命的一大瓶颈。提出了一种收集环境中热能的方法，设计了一种能量收集电路，实现了胎压传感器的无线无源自供电。利用温差发电器件（TEG）将轮胎内部积蓄的热能转换为电能，并基于LTC3108电源管理芯片设计了一种超低压电能收集电路。实验表明，所设计的电路可以收集低至100 mV，10 mA，1 W能量，并经过一段时间的积累之后成功驱动胎压传感器。
【胎压传感器】是汽车安全系统中的重要组成部分，主要用于实时监测轮胎的压力状态，防止因胎压异常而导致的交通事故。然而，传统的胎压传感器依赖于电池供电，电池寿命有限且更换不便，同时也存在环境污染问题。因此，发展【无源化胎压传感器】成为了一个重要的研究方向。
【温差能量收集】技术在此背景下得到了应用。该技术利用轮胎内部的高温环境（由摩擦产生的热量）和外部低温环境之间的温差，通过【热电偶（TEG）】将热能转换为电能。热电偶基于塞贝克效应工作，当两种不同材料的导体在两端存在温差时，会产生电动势。这种发电器件无需任何移动部件，结构简单，可靠性高。
设计的【能量收集电路】中，采用了【LTC3108电源管理芯片】，这是一种专为微能量收集应用设计的高效能芯片。它能够从极低的电压源（如100 mV）收集能量，并将其存储在电容器中。当电容器电压达到足够水平时，可以驱动胎压传感器进行工作。通过实验验证，该电路可以收集到10mA的电流和1W的能量，经过积累后足以驱动胎压传感器。
电路设计的关键在于高效的能量转换和管理。选择高ZTM值（无量纲热电优值）的热电材料（如碲化铋），以提高发电效率。LTC3108芯片的升压转换功能可以将收集到的微弱电压提升到传感器所需的水平，同时管理能量的存储和释放，确保传感器稳定工作。
在实际应用中，轮胎在行驶过程中会形成明显的温差，例如在测试中，轮胎内外温差在50分钟内超过10℃，这为热电器件提供了充足的热流，从而产生电能。实验结果表明，热电器件在10℃温差下，可以输出100 mV的开路电压，随着温差增加，输出电压也相应提升。
通过温差能量收集和高效电源管理，实现了胎压传感器的无线无源自供电，既解决了电池寿命问题，又减少了环境污染，提升了系统的可持续性和可靠性。这一技术的发展对于未来智能交通系统和环保电子设备的设计具有重要意义。
