[發明專利]一種溫差熱電能和光能融合采集電路

有效

• 申請號: 201910601792.0
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110336463B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 夏銀水;鄭翰澤
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/06;H02J7/32;H02J7/35
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程天鵬

本發明公開了一種溫差熱電能和光能融合采集電路，特點是包括包括第一溫差發電片、第二溫差發電片、光能發電模塊、用于控制光能發電模塊工作于最大功率點電壓的最大功率跟蹤模塊、用于產生開關信號的第一信號發生器、采樣并保持當前光能發電模塊的開路電壓的采樣保持模塊、電感、第一二極管、第二二極管、第一儲能電容、第二儲能電容、第三儲能電容、第四儲能電容、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和負載；優點是通過將第一溫差發電片和第二溫差發電片分別布于光能發電模塊的提取電荷回路與續流的回路中，利用電感的感生電動勢實現了對第一溫差發電片和第二溫差發電片產生的微弱溫差熱電能的同步提取，從而提高了整體系統能量采集的總功率。

技術領域

本發明涉及一種能量采集電路，尤其是一種溫差熱電能和光能融合采集電路。

背景技術

光能發電是一種利用半導體材料的光電效應，對環境中的光能進行采集的方法。相比較于傳統能源的發電方式，光能被稱為最理想的新能源。目前對有關光能發電的研究也相對成熟，不僅對發電材料有所更新，同時針對光能能量俘獲的最大功率跟蹤技術也趨于成熟，進一步提高了光能的俘獲效率。

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電路，電荷泵電路雖然可以提升溫差發電片的電壓，但是電荷泵結構驅動能力很弱，低壓電荷泵電路更是效率低下；而電感式boost電路雖然效率高，并且驅動負載的能力強，但是由于溫差發電片普遍較低的開路電壓，導致了boost結構往往需要外部供電電源。由于材料特性以及受環境因素影響，溫差發電片的開路電壓將會很低，達不到電路器件的閾值，從而無法驅動能量俘獲電路，這增加了溫差能利用的難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠同步提取光能和溫差熱電能的溫差熱電能和光能融合采集電路，采集總功率較高。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種溫差熱電能和光能融合采集電路，于包括第一溫差發電片、第二溫差發電片、光能發電模塊、用于控制光能發電模塊工作于最大功率點電壓的最大功率跟蹤模塊、用于產生開關信號的第一信號發生器、采樣保持模塊、電感、第一二極管、第二二極管、第一儲能電容、第二儲能電容、第三儲能電容、第四儲能電容、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和負載，所述的采樣保持模塊包括第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第一電容、第二電容和第二信號發生器，所述的第一溫差發電片的正端、所述的第一儲能電容的一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、所述的電感的一端及所述的第二NMOS管的源極連接，所述的電感的另一端、所述的第三NMOS管的漏極及所述的第二二極管的正極連接，所述的第二二極管的負極、所述的第四儲能電容的一端及所述的負載的一端連接，所述的第一信號發生器的輸出端、所述的第一NMOS管的柵極及所述的第五NMOS管的柵極連接，所述的光能發電模塊的正端、所述的第一NMOS管的漏極及所述的第四NMOS管的漏極連接，所述的第四NMOS管的源極、所述的第五NMOS管的漏極、所述的第二電容的一端及所述的最大功率跟蹤模塊的負輸入端連接，所述的最大功率跟蹤模塊的輸出端、所述的第二NMOS管的柵極及所述的第三NMOS管的柵極連接，所述的第一NMOS管的源極、所述的第二NMOS管的漏極、所述的第二儲能電容的一端及所述的最大功率跟蹤模塊的正輸入端連接，所述的第三NMOS管的源極、所述的第三儲能電容的一端及所述的第二溫差發電片的負端連接，所述的第二信號發生器、所述的第六NMOS管的柵極及所述的第四NMOS管的柵極連接，所述的第六NMOS管的漏極、所述的第五NMOS管的源極及所述的第一電容的一端連接，所述的第一溫差發電片的負端、所述的第一儲能電容的另一端、所述的第六NMOS管的源極、所述的第一電容的另一端、所述的第二電容的另一端、所述的光能發電模塊的負端、所述的第二儲能電容的另一端、所述的第三儲能電容的另一端、所述的第二溫差發電片的正端、所述的第四儲能電容的另一端及所述的負載的另一端均接地。