[發明專利]一種用于觸發雙穩態能量采集系統的自感知激勵電路

有效

• 申請號: 201611147919.9
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106941326B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 唐煒;王波;鄭曉珂
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 劉艷霞

本發明公開了一種用于觸發雙穩態能量采集系統高能量運動軌道的自感知激勵電路，包括自感知電路、自動切斷電路和開關放大電路，所述自感知電路和自動切斷電路均與開關放大電路相連接，所述自感知電路、自動切斷電路和開關放大電路均用于與雙穩態能量采集系統相連接；該一種用于觸發雙穩態能量采集系統高能量運動軌道的自感知激勵電路能量消耗極低，不依賴任何輔助設備。

技術領域

本發明屬于電路技術領域，具體涉及一種用于觸發雙穩態能量采集系統的自感知激勵電路。

背景技術

近年來，能源需求的增長與能源短缺之間的矛盾日益突出，人們將視野逐步轉變到對新能源的尋找。同時，隨著科技的發展，無線傳感網絡、微電子系統以及便攜式電子設備等技術日益發展成熟，逐步向著微型化、低功耗方向發展，而這些應用都需要電能供給，傳統的方法是采用電池供電或者有線供電。眾所周知，電池的使用壽命有限，且更換不方便；而有線供電技術則需要輔線，工程復雜，成本較高，且需要不間斷的維修和維護。為克服舊能源的弊端，充分利用新能源技術來實現電能的供給就顯得格外有意義。

隨著低功耗大規模集成電路(LSIC)技術和先進電源管理技術的發展進步，使得微型傳感器和低功耗數字信號處理器(DSP)的功率可以被控制在lmW以下，如此低的功耗使的收集周圍環境中的能量為微型傳感器或其他電子器件進行供電(即自供能技術)成為可能，利用環境能量采集技術為無線傳感網絡進行能量供給，已逐漸成為一項目前研究的前沿課題。振動能作為一種廣泛存在于自然界中的能量形式，如何有效的采集和利用振動能量成為了研究熱點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種能量消耗極低，不依賴任何輔助設備的用于觸發雙穩態能量采集系統的自感知激勵電路。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種用于觸發雙穩態能量采集系統的自感知激勵電路，包括自感知電路、自動切斷電路和開關放大電路，所述自感知電路和自動切斷電路均與開關放大電路相連接，所述自感知電路、自動切斷電路和開關放大電路均用于與雙穩態能量采集系統相連接。

該自感知電路用于產生開關放大電路所需的開關驅動信號，還用于收集雙穩態能量采集系統振動過程中產生的能量；該自動切斷電路用于：當雙穩態能量采集系統運行在低能量軌道時，該自動切斷電路使該自感知激勵電路導通并自動激勵；當雙穩態能量采集系統運行在高能量軌道時，所述自動切斷電路使該自感知激勵電路斷開并停止激勵。

進一步地，該自感知電路包括依次相連接的極值電子開關電路、能量存儲電路和整流電路，所述極值電子開關電路包括相連接的極大值電子開關和極小值電子開關，所述極大值電子開關的輸入端用于與第一壓電元件相連接，所述極小值電子開關的輸出端與整流電路相連接；

該極大值電子開關包括第一二極管、第一電容、第一三極管和第三三極管，第一二極管的陽極用于通過第一電阻與第一壓電元件的一端連接于點a，所述第一二極管的陰極用于通過第一電容與第一壓電元件的另一端連接于點b；第一二極管的陰極還與第一三極管的發射極相連接，第一三極管的基極與點a連接，第一三極管的集電極與第三二極管的陽極相連接，第三二極管的陰極與第三三極管的基極相連接，第三三極管的集電極與第五二極管的陰極相連接，第五二極管的陽極與點a連接；第三三極管的發射極與第七二極管的陰極連接于點c；第七二極管的陽極與電感的輸入端相連接，與電感的輸出端連接于點b；點c和點d間連接有負載電阻。

該極小值電子開關包括第六二極管、第四三極管、第三二極管、第二三極管、第二二極管和第八二極管；第六二極管的陰極與點a連接；第六二極管的陽極與第四三極管的集電極相連接；第四三極管的發射極與第八二極管的陽極相連接于點d，第八二極管的陰極與電感的輸入端相連接；第四三極管的基極與第三二極管的陽極相連接，第三二極管的陰極與第二三極管的集電極相連接，第二三極管的基極與點a連接；第二三極管的發射極與第二二極管的陽極連接于點e，第二二極管的陰極與第二電阻的一端相連接，第二電阻的另一端連接于點a；點e與第二電容的輸入端相連接，第二電容的輸出端與點b連接。