[发明专利]一种新型振动能量采集电路

说明书

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。

技术领域

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

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

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替代，可提高采集效率。

为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：

一种新型振动能量采集电路，包括用于收集压电片的振动能量的能量采集器、用于检测压电片的电压峰值的检测模块、用于实现压电片中电荷的提取储存的储能模块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；

所述能量采集器包括电流源、用于模拟压电片内部寄生电容的等效寄生电容和用于模拟压电片内部电阻的等效漏电电阻，所述检测模块包括第一电容和第二电容，所述双开关模块包括第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，所述的储能模块包括肖特基二极管、电感和储能电容；

所述电流源、等效寄生电容和等效漏电电阻并联设置于电结点与参考地之间；所述第一电容与第二电容依次串联相接于电结点与参考地之间，所述第一电容与第二电容的连接处分别连接到第一三极管和第四三极管的发射极；

所述第一三极管和第四三极管的基极、所述第二三极管和第三三极管的集电极均连接到电结点，所述第一三极管的集电极连接到第二三极管的基极，所述第二三极管和第三三极管的发射极均通过电感连接到参考地，所述第三三极管的基极连接到第四三极管的集电极；

所述肖特基二极管的正极连接到电结点，负极连接到储能电容的一端，所述储能电容的另一端接到参考地。

进一步，所述的储能模块还包括输出电阻，所述的输出电阻与储能电容并联连接。

优选地，所述的肖特基二极管采用NSR0340V2T1G芯片。

优选地，所述第一三极管和第三三极管均采用2N3702芯片，所述第二三极管和第四三极管均采用2N4013芯片。

优选地，所述电流源为正弦电流源。

优选地，所述电流源的最大值为80uA，频率为30Hz。

本发明的有益效果是：利用检测模块的两个电容取代原有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。

附图说明