[发明专利]一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统

说明书

本发明公开了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统，属于振动能量收集技术领域。本发明方法，包括：确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。应用本发明绕制后的线圈，输出功率高，可以在多种振动环境中应用。

技术领域

本发明涉及振动能量收集技术领域，并且更具体地，涉及一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统。

背景技术

近年来，物联网的发展促使无线传感器节点的分布更加广泛。随着半导体技术的发展，无线传感器的功耗也越来越低。能量收集技术将环境中存在的其他能源转换为电能，旨在替换传统无线传感器网络所需要的电池或延长电池的充电间隔。在各种环境能源中，振动能量采集具有稳定、清洁、高功率密度以及与微加工兼容的优点。电磁式振动能量收集器依靠磁铁和线圈的相对运动将振动能转化为电能，是一种高功率密度、高可靠性的振动能量收集方法，目前已有了很多应用。

传统的电磁式振动能量收集器一般只具有一组线圈，只产生一路输出电压。但是，随着无线传感器功耗的降低，能量收集器已经有望同时满足多个负载的功率需求；随着电能变换技术的进步，振动能量收集器已可以搭配闭环控制的开关电路使用，以提高电能提取的效率。将原本只有一组的线圈改为多组，可以产生多个电压输出，这有利于能量收集器为多个负载同时供电，也可以为后级的电能管理电路提供参考信号和辅助电源。但是，目前的多组线圈电磁式振动能量收集器中，均未能对线圈的具体绕制位置做出优化，使得用于提供信号或辅助电源的线圈占据了主功率线圈的绕制区域，降低了能量收集器能够输出的功率。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法，包括：

确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；

确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；

根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。

可选的，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域，包括：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。

可选的，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。

可选的，根据电磁式振动能量收集器的负载需求，确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径。

再一方面，本发明还提出了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的系统，包括：

区域划分单元，用于确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；

线径确定单元，用于确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；

绕制单元，根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。

可选的，区域划分单元，具体用于：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。

可选的，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。