[發明專利]一種微生物燃料電池能量獲取及其自供電的電路及方法

有效

• 申請號: 201710317906.X
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN106992570B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 羅志聰;趙勇;鄭書河;葉大鵬
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/335
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;薛金才

1.一種微生物燃料電池能量獲取及其自供電的電路，其特征在于：包括微生物燃料電池、自供電電路、最佳功率點跟蹤電路及升壓電路；所述微生物燃料電池一輸出與所述升壓電路一輸入連接，另一輸出與所述最佳功率點跟蹤電路第一輸入連接；所述升壓電路輸出分別與負載、最佳功率點跟蹤電路第二輸入連接；最佳功率點跟蹤電路輸出與所述升壓電路另一輸入連接；自供電電路輸出與所述最佳功率點跟蹤電路第三輸入連接；

所述自供電電路包括初始化模塊及第一儲能元件；

所述升壓電路輸出與負載之間設置有一穩壓二極管；穩壓二極管陰極與升壓電路輸出，陽極接地；

所述最佳功率點跟蹤電路包括遲滯比較器、反相器及數字信號處理器；所述微生物燃料電池輸出分別與遲滯比較器一輸入、數字信號處理器輸入連接；遲滯比較器另一輸入與數字信號處理器輸出連接；遲滯比較器輸出與反相器輸入連接；反相器輸出與升壓電路連接；

最佳功率點跟蹤電路輸出與所述升壓電路另一輸入之間設置有一MOS管；

微生物燃料電池能量獲取及其自供電的方法，采用上述的微生物燃料電池能量獲取及其自供電的電路，包括以下步驟：

S1：由初始化模塊對第一儲能元件電容進行充電，使其有能力帶動最佳功率點跟蹤電路工作，最佳功率點跟蹤電路產生控制信號至升壓電路；

S2：最佳功率點跟蹤電路中數字信號處理器采集微生物燃料電池的實時電壓U和電流值I，計算出該時刻的功率值P=Ｕ*I；

S3：計算，如果則；否則；其中，為上一時刻的電壓，，為上一時刻的電流；為最佳功率點跟蹤電路的遲滯比較器此時參考電壓值，為最佳功率點跟蹤電路的遲滯比較器上一時刻參考電壓值，為遲滯比較器參考電壓值增量；

S4：控制升壓電路工作在連續模式，保證微生物燃料電池輸出電壓始終工作到最佳功率點電壓附近；

S4包括以下步驟：根據MOS管門極信號將升壓電路分為導通狀態與截止狀態：在導通狀態下微生物燃料電池給升壓電路的電感器充能，電感器中的電流增加，電感器通過磁感線圈給第二儲能元件充能，此時微生物燃料電池電壓因輸出電能而其電壓降低；在截止狀態下，升壓電路因回路斷開，電感器中能量既不增加也不下降，第二儲能元件只有放電過程，此時微生物燃料電池電壓上升。

2.根據權利要求1所述的微生物燃料電池能量獲取及其自供電的電路，其特征在于：所述升壓電路輸出與最佳功率點跟蹤電路第二輸入之間設置有一二極管；所述二極管陽極接升壓電路輸出，所述二極管陰極接最佳功率點跟蹤電路第二輸入。

3.根據權利要求1所述的微生物燃料電池能量獲取及其自供電的電路，其特征在于：所述升壓電路輸出還與第二儲能元件連接。