[發明專利]一種微振動高效能量收集與轉換裝置

有效

• 申請號: 201810247564.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108418259B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 呂玉祥;頡鈺;王帥;李鵬飛;姜浩
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J50/20
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔浩;冷錦超

1.一種微振動高效能量收集與轉換裝置，其特征在于：包括：振動能量收集壓電裝置（1）、多倍壓整流濾波裝置（2）、能量存儲裝置（3）、電壓輸出調節裝置（4），所述振動能量收集壓電裝置（1）的輸出端與多倍壓整流濾波裝置（2）相連，多倍壓整流濾波裝置（2）的輸出端與能量存儲裝置（3）相連，所述能量存儲裝置（3）的輸出端與電壓輸出調節裝置（4）相連；

所述振動能量收集壓電裝置（1）內部設置有用于對環境中的電磁波能量進行收集并轉換成電能的電磁收集天線和超導材料；

所述多倍壓整流濾波裝置（2）的電路結構為：

所述振動能量收集壓電裝置（1）的輸出火線端與電容C1的一端相連，所述電容C1的另一端并接電感L1的一端后與電容C2的一端相連，所述電容C2的另一端依次并接二極管D1的正極，二極管D2的負極后與電容C4的一端相連，所述電容C4的另一端依次并接二極管D3的正極，二極管D4的負極，二極管D6的負極后與二極管D5的正極相連，所述二極管D6的正極與二極管D8的正極相連；

所述二極管D5的負極依次并接二極管D7的負極，有極電容C6的正極，電容C7的一端后與電感L2的一端相連，所述電感L2的另一端并接電容C8的一端后與電感L3的一端相連，所述電感L3的另一端并接電容C9的一端后與電阻R1的一端相連；

所述能量存儲裝置（3）的電路結構為：

所述電阻R1的另一端依次并接穩壓二極管D9的負極，電阻R2的一端，二極管D11的正極后與二極管D10的正極相連，所述電阻R2的另一端與有極電容C10的正極相連，所述二極管D10的負極并接二極管D12的正極后與電池組B1的正極相連；

所述電壓輸出調節裝置（4）的電路結構為：

所述二極管D12的負極依次并接二極管D11的負極，二極管D13的正極，三極管VT2的發射極后與三極管VT1的集電極相連，所述三極管VT1的發射極并接可調電阻W的一端后與負載正極輸出端相連；

所述二極管D13的負極并接三極管VT2的基極后與電阻R3的一端相連，所述三極管VT2的集電極并接三極管VT1的基極后與穩壓器T1的陰極相連，所述穩壓器T1的參考極與可調電阻W的可調端相連；

所述振動能量收集壓電裝置（1）的輸出零線端依次并接電感L1的另一端，二極管D1的負極后與電容C3的一端相連，所述電容C3的另一端依次并接二極管D2的正極，二極管D3的負極后與電容C5的一端相連，所述電容C5的另一端依次并接二極管D4的正極，二極管D7的正極后與二極管D8的負極相連，所述二極管D8的正極依次并接二極管D6的正極，電容C6的負極，電容C7的另一端，電容C8的另一端，電容C9的另一端，穩壓二極管D9的正極，有極電容C10的負極，電池組B1的負極，電阻R3的另一端，穩壓器T1的陽極，可調電阻W的另一端后與負載負極輸出端相連；

所述電壓輸出調節裝置4使用穩壓器T1的型號為TL431型穩壓器，可對電容器及電池組放電電壓進行穩壓調節，并可通過調整可變電阻W的阻值來調整輸出電壓的大小；

本裝置中使用的各元器件參數或型號信息如下：電阻R1=1kΩ，電阻R2=1.5KΩ，電阻R3=10KΩ，可變電阻W=47KΩ；

電容C1=C2=C3=C4=C5=100pF；

二極管D1-D8采用高頻整流二極管，型號為1N5408；

二極管D9采用穩壓二極管，型號為1N5383B；

二極管D10、D11、D12采用低頻二極管，型號為1N5817；

三極管VT1采用NPN型三極管，型號為C3856；

三極管VT2采用PNP型三極管，型號為2SA733。