[实用新型]一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路

权利要求书

1.一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路，包括压电换能器(1)、整流桥电路(2)、峰值检测电路(3)、过零检测电路(4)、电感(5)、非门(6)、D触发器(7)、传输门控制电路(8)和同步电荷提取电路(9)，其特征在于所述的压电换能器(1)与整流桥电路(2)相连，所述的整流桥电路(2)与峰值检测电路(3)、过零检测电路(4)和电感(5)相连，当峰值检测电路(3)检测到压电换能器(1)输出电压为最大峰值时输出信号V_U2，输出信号V_U2端与D触发器(7)相连，D触发器(7)收到信号V_U2后输出信号V_U5，D触发器(7)输出信号V_U5端与传输门控制电路(8)和同步电荷提取电路(9)相连，在传输门控制电路(8)和同步电荷提取电路(9)收到D触发器(7)的输出信号V_U5后，传输门控制电路(8)和同步电荷提取电路(9)与压电换能器(1)、整流桥电路(2)、电感(5)构成导通关系，通过电感(5)和L₂电感与电容C_P的谐振将电荷提取到同步电荷提取电路(9)中，当电荷提取完成后整流桥电路(2)输出信号V_U1端的电压变为零，与整流桥电路(2)输出信号V_U1端相连的过零检测电路(4)在检测到整流桥电路(2)输出信号V_U1端的电压变为零时输出信号V_U3，过零检测电路(4)输出信号V_U3端与D触发器(7)相连，D触发器(7)在收到过零检测电路(4)输出信号V_U3后控制传输门控制电路(8)和同步电荷提取电路(9)断开与压电换能器(1)、整流桥电路(2)、电感(5)的连接，实现与振动频率同步的电荷能量提取。

2.根据权利要求1所述的一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路，其特征在于所述的整流桥电路(2)包括PMOS管M₁、PMOS管M₂、NMOS管M₃、NMOS管M₄，所述的PMOS管M₁的源级与PMOS管M₂的源级相连，栅极与压电换能器(1)的输出端PZT1相连，漏极与压电换能器(1)的输出端PZT2相连，所述的PMOS管M₂的源级与PMOS管M₁的源级相连，栅极与压电换能器(1)的输出端PZT2相连，漏极与压电换能器(1)的输出端PZT1相连，所述的NMOS管M₃的源级与NMOS管M₄的源级相连，栅极与压电换能器(1)的输出端PZT1相连，漏极与压电换能器(1)的输出端PZT2相连，所述的NMOS管M₄的源级与GND相连，栅极与压电换能器(1)的输出端PZT2相连，漏极与压电换能器(1)的输出端PZT1相连。

3.根据权利要求1所述的一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路，其特征在于所述的峰值检测电路(3)包括电容C₁、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇、NMOS管M₆，所述的电容C₁的一端与整流桥电路(2)输出信号为V_U1的端口相连，另一端与电阻R₅和电阻R₆相连，所述的电阻R₅另一端接GND，所述的电阻R₆另一端与NMOS管M₆的栅极相连，所述的NMOS管M₆的源级接GND，漏极与电阻R₇相连，所述的电阻R₇一端与电源V_CC相连，另一端与D 触发器(7)的CLK端相连，所述的峰值检测电路(3)检测压电换能器(1)是否到达输出最大电压，输出端输出信号为V_U2。