一种新型振动能量采集电路.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108365774A(43)申请公布日2018.08.03(21)申请号201810247498.XH02J7/34(2006.01)(22)申请日2018.03.23(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人赵自强叶涛俞慧潘吉钊(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种新型振动能量采集电路(57)摘要本发明公开了一种新型振动能量采集电路，利用检测模块的两个电容取代传统电路中的电阻和二极管，同样可用来检测压电片的峰值电压，由于电容是储能元件，没有二极管的导通压降，同时也不会像电阻耗能，所以降低了电路中的消耗，有利于提升输出电压，同时可优化精简电路结构，采集时间会大大缩短，总体上可提升采集效率；另外，检测模块的两个电容可将等效寄生电容中的电荷先转移到电感中，再将电感中的电荷转移到储能电容中，这样除了直接对压电片中的电荷进行提取外，又增加了对等效寄生电容中电荷的提取，进一步提高了采集效率。CN108365774ACN108365774A权利要求书1/1页1.一种新型振动能量采集电路，其特征在于：包括用于收集压电片的振动能量的能量采集器(1)、用于检测压电片的电压峰值的检测模块(2)、用于实现压电片中电荷的提取储存的储能模块(4)和用于管控压电片中电荷转移及电压峰值检测的双开关模块(3)；所述能量采集器(1)包括电流源(Ip)、用于模拟压电片内部寄生电容的等效寄生电容(Cp)和用于模拟压电片内部电阻的等效漏电电阻(Rp)，所述检测模块(2)包括第一电容(C1)和第二电容(C2)，所述双开关模块(3)包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)和第四三极管(Q4)，所述的储能模块(4)包括肖特基二极管(D)、电感(L1)和储能电容(Cr)；所述电流源(Ip)、等效寄生电容(Cp)和等效漏电电阻(Rp)并联设置于电结点(S)与参考地之间；所述第一电容(C1)与第二电容(C2)依次串联相接于电结点(S)与参考地之间，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)的连接处分别连接到第一三极管(Q1)和第四三极管(Q4)的发射极；所述第一三极管(Q1)和第四三极管(Q4)的基极、所述第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)的集电极均连接到电结点(S)，所述第一三极管(Q1)的集电极连接到第二三极管(Q2)的基极，所述第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)的发射极均通过电感(L1)连接到参考地，所述第三三极管(Q3)的基极连接到第四三极管(Q4)的集电极；所述肖特基二极管(D)的正极连接到电结点(S)，负极连接到储能电容(Cr)的一端，所述储能电容(Cr)的另一端接到参考地。2.根据权利要求1所述的一种新型振动能量采集电路，其特征在于:所述的储能模块(4)还包括输出电阻(RL)，所述的输出电阻(RL)与储能电容(Cr)并联连接。3.根据权利要求1所述的一种新型振动能量采集电路，其特征在于:所述的肖特基二极管(D)采用NSR0340V2T1G芯片。4.根据权利要求1所述的一种新型振动能量采集电路，其特征在于:所述第一三极管(Q1)和第三三极管(Q3)均采用2N3702芯片，所述第二三极管(Q2)和第四三极管(Q4)均采用2N4013芯片。5.根据权利要求1所述的一种新型振动能量采集电路，其特征在于:所述电流源(Ip)为正弦电流源。6.根据权利要求5所述的一种新型振动能量采集电路，其特征在于:所述电流源(Ip)的最大值为80uA，频率为30Hz。2CN108365774A说明书1/4页一种新型振动能量采集电路技术领域[0001]本发明涉及能量采集技术领域，尤其是一种新型振动能量采集电路。背景技术[0002]能量的存在形式较为多样化，大自然中的各种能量也较为丰富，若是能够将其转化为电能，则可缓解能源危机，其中振动能较为广泛，也是目前研究的重要课题。在公开号为CN107171593A的中国专利中公开了一种振动能量采集电路，参照该专利文件的说明书附图图1，虽然可以实现振动能量的提取采集，但在电路中采用了较多的二极管和电阻，使得整体电路结构变得复杂，相应地，采集时间变长，并且由于二极管是有导通压降的，电阻也是耗能元件，因此在采集过程中会耗散掉大量电能，故实际采集到的电能并不多。发明内容[0003]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种新型振动能量采集电路，减少二极管和电阻的使用而以电容进行