[發明專利]一種自供電式非線性壓電振動能量提取電路

有效

• 申請號: 201310535117.5
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103607138B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 季宏麗;王玉霞;裘進浩;吳義鵬;程衍偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02M3/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 葉連生

1.一種自供電式非線性壓電振動能量提取電路，其特征在于，包括：

用于收集壓電材料由于應變產生的電荷并將其轉換為直流電輸出給外界負載供電的非線性能量提取電路模塊；

用于檢測壓電材料表面的電荷極值，并發出控制信號以控制非線性能量提取電路的通斷的極值檢測電路模塊；

和向非線性能量收集電路模塊和極值檢測電路模塊中低功耗電子器件供電的供電電路模塊。

2.如權利要求1所述的自供電式非線性壓電振動能量提取電路，其特征在于，

所述的非線性能量提取電路模塊包括第一壓電元件，第一、第二、第三模擬開關，第三、第四、第五、第六二極管，第一、第二儲能電容，閾值控制電路、電感和升壓/降壓轉換器，其中，?所述的第一壓電元件第一端通過電感與第一模擬開關第一端連接，第一模擬開關第二端連接于第三二極管正極和第四二極管負極之間；第一壓電元件第二端連接于第五二極管正極和第六二極管負極之間；所述第一儲能電容第一端與第五二極管負極連接，第二端與第六二極管正極連接；第一儲能電容第一端通過第二模擬開關與升壓/降壓轉換器原邊的陽極連接，升壓/降壓轉換器原邊的陰極與第一儲能電容第二端連接；升壓/降壓轉換器副邊的陽極通過第七二極管與第二儲能電容的陽極相連，副邊的陰極與第二儲能電容的負極相連；所述的閾值控制電路檢測所述第一儲能電容上的電壓信號，并向第三模擬開關發出驅動信號；

所述的極值檢測電路模塊包括第二壓電元件、輸入信號調理模塊、低通濾波模塊和電壓比較模塊，其中，輸入信號調理模塊由第一、第二電阻和第一電壓跟隨電路組成，低通濾波模塊由第三可調電阻、第六電容和第二運算放大器組成，電壓比較模塊由第三、第四運算放大器組成；第二壓電元件的電壓信號經過所述信號調理模塊將電壓信號幅值調理后，再將該信號經過所述低通濾波模塊，將原信號與經過低通濾波的信號經過所述電壓比較模塊進行比較，向第一、第二模擬開關輸出控制信號；所述的自供電電路包括第三壓電元件、第一、第二二極管和第三、第四、第五電容，所述第三壓電元件上的交流電壓經過第一、第二二極管半波整流，再經過第三、第四、第五電容低通濾波以后，在第三電容的陽極形成正向直流電壓，在第五電容的陰極形成負向直流電壓，向電路自身供電。