[實用新型]一種復(fù)合能量采集電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820149248.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN207835157U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏銀水;王修登;施閣;葉益迭;錢利波;夏樺康
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/32;H02J7/34
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程天鵬

本實用新型公開了一種復(fù)合能量采集電路，特點是包括溫差發(fā)電片、壓電片、正峰值檢測模塊、負峰值檢測模塊、零電位切換模塊、第一電感、第一二極管、第一儲能電容、第二儲能電容和負載；優(yōu)點是當壓電片兩端電壓達到峰值時，通過峰值檢測模塊導(dǎo)通開關(guān)管，使電路產(chǎn)生LC振蕩，從而將壓電片內(nèi)的寄生電容上的電荷和第一儲能電容上積累的電荷轉(zhuǎn)移到第一電感上，在第一電感上的電流達到最大值的瞬間，通過正峰值檢測模塊立即斷開第一NMOS管或通過負峰值檢測模塊立即斷開第三NMOS管，將存儲在第一電感上的能量通過第一二極管全部流向負載和第二儲能電容，整體電路完全自供電，能量采集效率較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種能量采集電路，尤其是一種復(fù)合能量采集電路。

背景技術(shù)

壓電式振動能量采集是一種利用壓電材料的壓電效應(yīng)，對環(huán)境中的振動能進行采集的方法，由于壓電片的輸出電壓是交流信號，而一般的電子設(shè)備是由直流電源供電的，因此，在壓電片和電子設(shè)備之間需要一個接口電路，通過接口電路實現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)變，而且這種接口電路的轉(zhuǎn)換效率越高越好，最先提出來的接口電路是標準能量俘獲電路，由一個二極管橋式整流電路和一個濾波電容構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是電路簡單，穩(wěn)定可靠，但是，由于存在二極管的閾值電壓損失，使得電路的采集效率低下，而且這個結(jié)構(gòu)的采集效率容易受負載的大小影響。

溫差發(fā)電片可利用環(huán)境中的溫差進行能量采集，但是通常環(huán)境中的溫差較小，溫差發(fā)電片的開路電壓很低，發(fā)電片與負載之間的能量采集電路的效率等因素，增加了溫差能利用的難度；目前溫差熱電能采集電路主要分為電容式電荷泵電路和電感式boost升壓電路，電荷泵電路雖然可以提升溫差發(fā)電片的電壓，但是電荷泵結(jié)構(gòu)驅(qū)動能力很弱，低壓電荷泵電路更是效率低下；電感式boost升壓電路雖然效率高，且驅(qū)動負載的能力強，但是一般溫差發(fā)電片的開路電壓低于開關(guān)管的閾值電壓，這就導(dǎo)致了boost結(jié)構(gòu)往往需要外部供電電源，當未接通外部供電電源時無法自啟動，增加了使用成本。

為了能從環(huán)境中獲取更多的能量，提高環(huán)境能量采集的總功率，有研究人員提出了多源能量采集的思想，即采集環(huán)境中的振動能、熱能、微波輻射等多種形式的能量，但是由于不同能源產(chǎn)生的信號完全不同，不同的信號不能直接耦合在一起，所以一般的多源能量采集系統(tǒng)，通常采用比較法，即通過比較兩種能量密度的大小選擇采集其中能量較強的一種能量，因此會導(dǎo)致另一種能量無法被采集，影響整體采集效率。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同時采集壓電式振動能和溫差熱電能的復(fù)合能量采集電路。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種復(fù)合能量采集電路，包括溫差發(fā)電片、壓電片、正峰值檢測模塊、負峰值檢測模塊、零電位切換模塊、第一電感、第一二極管、第一儲能電容、第二儲能電容和負載，所述的溫差發(fā)電片的第1引腳、所述的第一儲能電容的一端及所述的第一電感的一端連接，所述的第一電感的另一端、所述的正峰值檢測模塊的輸入端、所述的負峰值檢測模塊的輸入端及所述的第一二極管的正極連接，所述的第一二極管的負極、所述的第二儲能電容的正極及所述的負載的一端連接，所述的正峰值檢測模塊的正極、所述的負峰值檢測模塊的負極、所述的壓電片的第1引腳及所述的零電位切換模塊的第一輸入端連接，所述的正峰值檢測模塊的負極、所述的負峰值檢測模塊的正極、所述的壓電片的第2引腳及所述的零電位切換模塊的第二輸入端連接，所述的溫差發(fā)電片的第2引腳、所述的第一儲能電容的另一端、所述的第二儲能電容的負極、所述的負載的另一端及所述的零電位切換模塊的接地端均接地。