[實用新型]復合式振動能量提取電路

有效

• 申請號: 201420470055.4
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN204046237U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 桑英軍;范媛媛;陳萬;陳奇;宋振放;高原;曹陽;黃振揚
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/06
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及振動能量轉換電路，尤其涉及一種利用壓電效應和電磁感應對環境振動能量提取的自供電式電路。?

背景技術

隨著能源資源的日益匱乏和人類環保意識的日益增強，人們對可靠的不間斷電力的需求也日益增強，傳統而單一的發電裝置已不能滿足人類的需要，混合能量收集裝置配合超級電容電路使用，將收集到的環境能量存儲起來，實現對負載供電。在一些低功耗設備如無線傳感器網絡節點或者易燃易爆等危險場所時，電池更換問題更是難以解決，這種獨特的自供電系統可以在許多電子設備中替代電池。自然界中振動無處不在，如海浪波動，人行走時產生上下振動，汽車顛簸等等，振動能量收集可分為壓電式，靜電式，磁電式等等，但目前能量收集裝置只能收集單一能量，能量利用率低，電能轉換效率低。?

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種復合式振動能量提取電路，電路簡單，收集電磁或者壓電能量，明顯提高能量收集效率，增大輸出功率，提高能量利用率以及電能轉換效率。?

本實用新型的技術解決方案是：該電路包括壓電能量收集整流電路、電磁能量收集整流電路、儲能電路和調壓電路，壓電能量收集整流電路、電磁能量收集整流電路、儲能電路和調壓電路依電回路方式連接組成復合式振動能量提取電路；壓電能量收集整流電路、電磁能量收集整流電路用來將電磁和壓電發電本體輸出的交流電轉換成直流電，兩部分電能在儲能電路儲存下來，然后經過調壓電路調理變壓后輸出需要的電壓，儲能電路和調壓電路之間用止逆二極管相連。?

其中，所述壓電能量收集整流電路、電磁能量收集整流電路包括兩個型號DF005S的整流器DF1和DF2，整流器DF1輸出電能在超級電容C1儲存，整流器DF2輸出電能在超級電容C2儲存。?

其中，所述儲能電路包括兩個超級電容C1和C2，還包括兩個止逆二極管D1和D2，整流器DF1輸出電能在超級電容C1得到儲存，C1輸出經過止逆二極管D1與超級電容C2相并聯，C1儲存的電能單方向傳送到C2儲存，整流器DF2輸出電能先經過止逆二極管D1后在超級電容C2得到儲存。?

其中，所述調壓電路由一個直流調壓芯片TPS62200、四個電容C3、C4、C5和C6、兩個電阻R1和R2、一個電感L1依電回路方式連接，電阻R1和R2的阻值之和不超過1?MΩ，R1和R2的比值決定輸出電壓的大小，C4和C5的比值與R1和R2的比值互為倒數，L1濾波電感取值為10μH，C6濾波電容取值為10μF。?

本實用新型具有以下有益效果：?

（1）電路結構簡單，在有限的體積內，同時收集磁電和壓電兩種電能。

（2）不增加發電裝置體積的前提下，提高了能量轉換效率，增大了系統輸出功率；?

（3）儲能電路中采用止逆二極管保證了電能的單方向傳輸儲存，同時阻斷了電磁發電和壓電發電單元互為負載的影響，提高了發電效率和輸出功率，使系統發電性能更穩定；

（4）儲能電路和調壓電路采用止逆二極管連接保證了電能的單方向傳輸調理，調壓電路可根據需要調節電平，滿足了多種場合的電壓需求。

（5）本電路將壓電式和磁電式能量收集方式很好地結合起來，與各自單獨收集方式相比，提高能量收集效率，使更多場合能夠使用。?

（6）本電路整合電磁和壓電兩種能量收集方式，不增加發電裝置體積的前提下，提高了能量轉換效率，增大了系統輸出功率；儲能電路中采用止逆二極管保證了電能的單方向傳輸儲存，同時阻斷了電磁發電和壓電發電單元互為負載的影響，提高了發電效率和輸出功率，使系統發電性能更穩定；儲能電路和調壓電路采用止逆二極管連接保證了電能的單方向傳輸調理，調壓電路可根據需要調節電平，滿足了多種場合的電壓需求。?

附圖說明

圖1為復合式振動能量提取電路示意圖。?

圖中：1壓電能量收集整流電路，2電磁能量收集整流電路，3儲能電路，4調壓電路。?

具體實施方式

下面結合附圖對技術方案進行詳細說明。?

如圖1所示，該電路包括壓電能量收集整流電路1、電磁能量收集整流電路2、儲能電路3和調壓電路4，壓電能量收集整流電路1、電磁能量收集整流電路2、儲能電路3和調壓電路4依電回路方式連接組成復合式振動能量提取電路；整壓電能量收集整流電路1、電磁能量收集整流電路2用來將電磁和壓電發電本體輸出的交流電轉換成直流電，兩部分電能在儲能電路3儲存下來，然后經過調壓電路4調理變壓后輸出需要的電壓，儲能電路3和調壓電路4之間用止逆二極管相連。?