[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

本發明一種微振動高效能量收集與轉換裝置，屬于微振動高效能量收集與轉換裝置技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種可以收集環境中電磁波能量，并將其轉化成電能為用電器供電的微振動高效能量收集與轉換裝置；解決該技術問題采用的技術方案為：包括振動能量收集壓電裝置、多倍壓整流濾波裝置、能量存儲裝置、電壓輸出調節裝置，所述振動能量收集壓電裝置的輸出端與多倍壓整流濾波裝置相連，多倍壓整流濾波裝置的輸出端與能量存儲裝置相連，所述能量存儲裝置的輸出端與電壓輸出調節裝置相連；本發明安裝應用于傳感器電源。

技術領域

本發明一種微振動高效能量收集與轉換裝置，屬于微振動高效能量收集與轉換裝置技術領域。

背景技術

隨著物聯網技術的快速發展，無線傳感網絡設置在各式各樣的環境中，而傳感器的工作需要電源提供能量，在一定環境中，傳感器電源因電量問題而頻繁更換是一個非常麻煩的問題，這將提高整個傳感器系統的維護和運行成本，如果不能保證傳感器長時間穩定的供電，由于沒有設置額外的風能與太陽能等輔助電源裝置，會導致整個系統停止工作；目前傳感器趨向于低功耗、智能化、無源供電發展，我們身處電磁波環境中，可以考慮通過收集環境中的電磁能量來為傳感器提供電源能量；即使在供電方便的環境中，收集電磁波轉化為電能為傳感器供電也是一種節能環保的方式，這樣可以不依賴傳統發電，減小或消滅火力發電對環境的影響；但目前受制于硬件限制，使用的電磁波收集與轉換裝置通常為大型復雜機構，成本高，不便于普及。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種可以收集環境中電磁波能量，并將其轉化成電能為用電器供電的微振動高效能量收集與轉換裝置；為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種微振動高效能量收集與轉換裝置，包括：振動能量收集壓電裝置、多倍壓整流濾波裝置、能量存儲裝置、電壓輸出調節裝置，所述振動能量收集壓電裝置的輸出端與多倍壓整流濾波裝置相連，多倍壓整流濾波裝置的輸出端與能量存儲裝置相連，所述能量存儲裝置的輸出端與電壓輸出調節裝置相連；

所述多倍壓整流濾波裝置的電路結構為：

所述振動能量收集壓電裝置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D7的負極相連；

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；