[发明专利]一种用于压电-电磁复合式俘能器的能量采集电路

权利要求书

1.一种用于压电-电磁复合式俘能器的能量采集电路，其特征在于：包括电磁俘能器能量采集电路、压电俘能器能量采集电路、用于实现复合充电并防止电流回流的充电电路；

电磁俘能器能量采集电路用于提高电磁俘能器的输出电压，降低输出电流，此外，还需使得电磁俘能器能量采集电路的输出电压与充电电池的充电电压匹配；

压电俘能器能量采集电路用于降低压电俘能器的输出电压，提高输出电流，此外，还需使得压电俘能器能量采集电路的输出电压与充电电池的充电电压匹配；

所述的电磁俘能器能量采集电路包括AC-AC升压模块，整流滤波模块，DC-DC降压模块，能量存储模块；电磁俘能器能量采集电路通过AC-AC升压模块使得电磁俘能器的输出电压升高，电流降低，然后通过对升压模块的输出电压进行整流滤波，得到稳定的直流输出电压，为了得到与充电电池的充电电压相匹配的输出电压，需要经过DC-DC降压模块降压，DC-DC降压模块的输出电压能够直接为充电电池充电；

所述的压电俘能器能量采集电路包括整流滤波模块、DC-DC降压模块、能量存储模块；压电俘能器能量采集电路通过整流滤波模块，使得压电俘能器得到稳定的直流输出电压，然后通过DC-DC降压，提高输出电流，同时，得到与充电电池充电电压相匹配的输出电压；

所述的用于实现复合充电并防止电流回流的充电电路包括二极管D1，二极管D2和充电电池；

电磁俘能器能量采集电路包括微型变压器Q，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和带有整流滤波，DC-DC降压功能的芯片；即AC-AC升压模块通过微型变压器Q硬件实现；整流滤波模块和DC-DC降压模块通过电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和带有整流滤波、DC-DC降压功能的芯片U1实现；电磁俘能器输出端一端接在微型变压器Q的初级线圈一端，另一端接地，微型变压器Q初级线圈的另一端接在芯片U1的SW1管脚；微型变压器Q的次级线圈一端通过电容C1接入芯片U1的C1管脚，通过电容C2接入芯片U1的C2管脚，另一端接地；芯片U1的VS1、Vaux和VLDO管脚并接在电容C3的一端，电容C3的另一端接地；芯片U1的VS2管脚接地；芯片U1的Vout1管脚与电容C4串接后接地，并输出电压VOUT电磁；

压电俘能器能量采集电路包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L1和带有整流滤波、DC-DC降压功能的芯片；即整流滤波模块和DC-DC降压模块通过电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L1和带有整流滤波、DC-DC降压功能的芯片U2实现压电俘能器能量采集电路，压电俘能器输出端两端接入芯片U2的PZ1和PZ2管脚；芯片U2的Vin管脚和CAP管脚之间并接电容C6，Vin管脚串接电容C5后接地；芯片U2的Vin2、D0和D1管脚并接在电容C7一端，电容C7的另一端接地；芯片U2的SW2管脚和VOUT2管脚之间并接电感L1；芯片U2的VOUT2管脚与电容C8串接后接地，并输出电压VOUT压电；

电磁俘能器能量采集电路输出VOUT电磁通过二极管D1接入充电电池的正极；压电俘能器能量采集电路输出VOUT压电通过二极管D2接入充电电池的正极；充电电池的负极接地；电磁俘能器能量采集电路的输出电压VOUT 电磁和压电俘能器能量采集电路VOUT压电与充电电池的充电电压相匹配，实现对充电电池的充电功能，防止电流回流；

所述微型变压器Q的初级线圈与次级线圈的比值1:100；

电磁俘能器能量采集电路采用LTC3108芯片来提高能量的转换效率，即带有整流滤波、DC-DC降压功能的芯片U1选用LTC3108芯片；

压电俘能器能量采集电路采用LTC3588芯片来提高能量的转换效率，即所述的芯片U2采用LTC3588芯片。

2.根据权利要求1所述的一种用于压电-电磁复合式俘能器的能量采集电路，其特征在于：所述的电容C1＝1nF，C2＝330pF,C3＝1μF，C4＝2.2μF，C5＝22μF，C6＝1μF，C7＝4.7μF，C8＝100μF，L1＝22μH，充电电池BAT为3.3V。