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CN107171593A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710439078.7(22)申请日2017.06.12(71)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地址528300广东省佛山市顺德区大良南国东路9号申请人中山大学(72)发明人高荣岗叶涛(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人黄晓庆(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称振动能量采集电路(57)摘要本发明涉及一种振动能量采集电路，包括能量转换器、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、辅助电路和转移电路，能量转换器连接第一开关电路、辅助电路和第二开关电路，辅助电路连接第一开关电路形成第一电结点、连接第二开关电路形成第二电结点，第三开关电路连接第一电结点、第二电结点和转移电路，转移电路连接负载；第一开关电路、第三开关电路和辅助电路组成一双开关结构，对能量转换器转换振动能得到的交流电信号的第一方向的电信号进行采集，辅助电路、第三开关电路和第二开关电路组成另一双开关结构，对交流电信号的第二方向的电信号采集，转移电路进行能量存储后供给负载；如此，输出功率不随负载的阻值发生突变，能量提取效率高。CN107171593ACN107171593A权利要求书1/2页1.一种振动能量采集电路，其特征在于，包括能量转换器、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、辅助电路和转移电路，所述能量转换器连接所述第一开关电路、所述辅助电路和所述第二开关电路，所述辅助电路连接所述第一开关电路形成第一电结点，所述辅助电路连接所述第二开关电路形成第二电结点，所述第三开关电路分别连接所述第一电结点和所述第二电结点，以及连接所述转移电路，所述转移电路用于连接负载；所述第一开关电路、所述第三开关电路和所述辅助电路构成第一双开关结构，所述辅助电路、所述第三开关电路和所述第二开关电路构成第二双开关结构，所述能量转换器将振动能转换为交流电信号，所述交流电信号的第一方向的电信号经过导通后的第一双开关结构到达所述转移电路，所述交流电信号的第二方向的电信号经过导通后的第二双开关结构到达所述转移电路，所述转移电路存储能量后转移能量至所述负载。2.根据权利要求1所述的振动能量采集电路，其特征在于，所述第一方向的电信号输出至所述第一开关电路，所述第一开关电路在所述第一方向的电信号的电压幅值满足第一预设条件时导通并输出电压至所述第三开关电路，所述第三开关电路在输入的电压满足第二预设条件时导通并输出电压至所述转移电路和所述辅助电路，使所述转移电路进行能量存储，所述第三开关电路在输入的电压满足预设截止条件时断开；所述第二方向的电信号通过所述辅助电路输出至所述第三开关电路，所述第三开关电路在所述第二方向的电信号的电压幅值满足第三预设条件时导通并输出电压至所述转移电路和所述第二开关电路，所述第二开关电路在输入的电压满足第四预设条件时导通，使所述转移电路进行能量存储，所述第三开关电路在所述第二方向的电信号的电压幅值满足所述预设截止条件时断开；所述转移电路在所述第三开关电路断开时将存储的能量转移输出给所述负载。3.根据权利要求1所述的振动能量采集电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管和第一充放电电容；所述第一二极管的正极、所述第一开关管的控制端和所述第二二极管的正极均连接所述能量转换器一端，所述第一二极管的负极连接所述第一充放电电容的一端，且公共端连接所述第一开关管的输入端，所述第一充放电电容的另一端连接所述能量转换器另一端和所述辅助电路；所述第一开关管的输出端连接所述第二开关管的控制端，所述第二二极管的负极连接所述第二开关管的输入端，所述第二开关管的输出端通过所述第一电结点连接所述第三开关电路和所述辅助电路。4.根据权利要求3所述的振动能量采集电路，其特征在于，所述第一开关电路还包括第一保护电阻，所述第一二极管通过所述第一保护电阻连接所述能量转换器。5.根据权利要求1所述的振动能量采集电路，其特征在于，所述辅助电路包括第三二极管、第四二极管和第一电感；所述第三二极管的正极连接所述第四二极管的负极，且公共端连接所述第一电感一端，所述第三二极管的负极通过所述第一电结点连接所述第一开关电路和所述第三开关电路，所述第四二极管的正极连接通过所述第二电结点连接所述第二开关电路和所述第三开关电路，所述第一电感另一端连接所述第一开关电路和所述能量转换器，且连接所述第二开关电路。2CN107171593A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的振动能量采集电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第三开关管、