[實(shí)用新型]一種基于MPPT的壓電式可拓展能量采集接口電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022725485.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN214045472U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常健;曾文濤;童迪科;朋焱盛;陳君富;施閣;黃文杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02J7/32;G05F1/67
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于MPPT的壓電式可拓展能量采集接口電路，其特征在于包括可拓展的壓電換能器(1)、與壓電換能器數(shù)量相對(duì)應(yīng)的可拓展峰值檢測(cè)開關(guān)(2)、LC諧振電感(3)、整流電路(4)、整流電容(5)、DC-DC轉(zhuǎn)換芯片(6)、儲(chǔ)能電容(7)、峰值電壓跟蹤電路(8)、滯回電壓比較器(9)，所述的可拓展壓電換能器(1)的負(fù)端均相連，且連接至所述的整流電路(4)輸入端1，正端均接至與其對(duì)應(yīng)的所述的可拓展峰值檢測(cè)開關(guān)(2)的一端，可拓展峰值檢測(cè)開關(guān)(2)的另一端均與所述的LC諧振電感(3)的一端2相連，1和2之間的單個(gè)壓電換能器和與其對(duì)應(yīng)的峰值檢測(cè)開關(guān)構(gòu)成可拓展結(jié)構(gòu)單元，LC諧振電感(3)的另一端連接至整流電路(4)輸入端3，整流電路(4)的輸出端4、5接至所述的整流電容(5)的兩端，且輸出端5接地，所述的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片(6)輸入端IN與整流電路(4)的輸出端4相連，使能端EN與所述的滯回電壓比較器(9)輸出端相連，輸出端OUT與所述的儲(chǔ)能電容(7)一端相連，儲(chǔ)能電容(7)的另一端接地，所述的峰值電壓跟蹤電路(8)的輸入端6與所述的可拓展的壓電換能器(1)中的第一壓電換能器相連，輸出端7與所述的滯回電壓比較器(9)的輸入端相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MPPT的壓電式可拓展能量采集接口電路，其特征在于所述的可拓展壓電換能器(1)中壓電換能器結(jié)構(gòu)的等效電路模型及參數(shù)均相等，振動(dòng)激勵(lì)均相同，因此等效電流源的輸出電流同步且峰值開路電壓均相等，所述的可拓展峰值檢測(cè)開關(guān)(2)中的峰值檢測(cè)開關(guān)結(jié)構(gòu)相同且元件參數(shù)均相等，單個(gè)壓電換能器和與其對(duì)應(yīng)的峰值檢測(cè)開關(guān)組成可拓展結(jié)構(gòu)單元，可拓展結(jié)構(gòu)兩兩相互并聯(lián)，獨(dú)立工作，可拓展壓電換能器(1)中的第一壓電換能器等效為電流源I_p1與電容C_p1并聯(lián)，等效電流源I_p1的兩端V_pa1、V_pb1分別作為第一壓電換能器的正端和負(fù)端，可拓展峰值檢測(cè)開關(guān)(2)中的第一峰值檢測(cè)開關(guān)由檢測(cè)電容C₁、三極管Q₁₁～Q₁₄構(gòu)成，三極管Q₁₁、Q₁₄為PNP型三極管，三極管Q₁₂、Q₁₃為NPN型三極管，三極管Q₁₁和Q₁₃的基極與等效電流源I_p1的一端V_pa1相連，發(fā)射極與所述檢測(cè)電容C₁的一端相連，集電極分別與所述的三極管Q₁₂和Q₁₄的基極相連，檢測(cè)電容C₁的另一端與等效電流源I_p1的一端V_pb1相連，三極管Q₁₂和Q₁₄的集電極分別與三極管Q₁₁和Q₁₃的基極相連，發(fā)射極與所述的LC諧振電感(3)的一端2相連，LC諧振電感(3)的另一端接至整流電路(4)的輸入端3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MPPT的壓電式可拓展能量采集接口電路，其特征在于整流電路(4)由二極管D₁～D₄構(gòu)成，D₁、D₃串聯(lián)后與D₂、D₄形成的串聯(lián)支路并聯(lián)，D₁、D₃之間作為輸入端3，D₂、D₄之間作為輸入端1，D₁、D₂之間作為輸出端4，D₃、D₄之間作為輸出端5，整流電路(4)的輸入端3與LC諧振電感(3)的一端相連，輸入端1與等效電流源I_p1的一端V_pb1相連，其輸出端4、5分別與所述的整流電容(5)C_r的兩端相連，且輸出端4接至所述的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TPS60205(6)的輸入端IN，輸出端5接地。