[实用新型]一种无源压电式的能量获取电路

摘要

针对现有压电转换电路的电能利用率低、输出电压不稳定等不足，本产品提供一种无源压电式的能量获取电路，包括储能装置、压电装置、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管。本产品的有益技术效果为：本产品结构简单且具有能量转化效率高的优点；本产品的输出电压脉动小、使用寿命长；尤其是采用本结构后二极管所承受的反向电压小，使用过程中存在损坏的风险小。

主权项

一种无源压电式的能量获取电路，包括储能装置ESD和压电装置PD，储能装置ESD上设有正极和负极，压电装置PD上设有正向输出端口A和负向输出端口B，其特征在于，还设有两个电感和六个二极管，依次为第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6；    压电装置PD的正向输出端口A与第二二极管D2的正极相连接，第二二极管D2的负极与第一电感L1的一端口相连接，第一电感L1的另一端口与储能装置ESD的正极相连接；压电装置PD的负向输出端口B与第五二极管D5的正极相连接，第五二极管D5的负极与第六二极管D6的负极相连接；第五二极管D5负极与第六二极管D6负极之间的连接节点同储能装置ESD的正极之间串联有第二电感L2；第二二极管D2的正极与压电装置PD的正向输出端口A之间的连接节点同第三二极管D3的负极相连接；第二二极管D2的负极与第一电感L1之间的连接节点同第一二极管D1的负极相连接；第五二极管D5的正极与压电装置PD的负向输出端口B之间的连接节点同第四二极管D4的负极相连接；第一二极管D1的正极、第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极和第六二极管D6的正极共同与储能装置ESD的负极相连接；自储能装置ESD的正极引出一个负载正向端口子，自储能装置ESD的负极引出一个负载负向端口子；使用时，压电装置PD在一个振动周期内所产生的交流电呈正弦波状；当压电装置PD处于前半个振动周期时，压电装置PD的正向输出端口A为正压状态，压电装置PD的负向输出端口B为负压状态；压电装置PD对第二二极管D2和第四二极管D4施加正向偏压，第二二极管D2和第四二极管D4导通；压电装置PD对第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5和第六二极管D6施加逆向偏压，第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5和第六二极管D6截至；通过第二二极管D2，自压电装置PD正向输出端口A流出的瞬时电流向第一电感L1和储能装置ESD充电；压电装置PD产生的电流依次经储能装置ESD的负极、第四二极管D4流回压电装置PD的负向输出端口B；当压电装置PD正向输出端口A的正电压等于或小于储能装置ESD的电压时，第一电感L1处于负电压的状态，从而使得第一二极管D1处于正向偏压且导通的状态，第一电感L1使得第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6处于逆向偏压且截至的状态，第一电感L1所储存的电流经第一电感L1流入储能装置ESD的正极，并从储能装置ESD的负极流出后流经第一二极管D1流回第一电感L1，第一电感L1中储存的电能持续给储能装置ESD充电，直到第一电感L1的电压等于储能装置ESD的电压；当压电装置PD处于后半个振动周期时，压电装置PD的正向输出端口A为负压状态，压电装置PD的负向输出端口B为正压状态；压电装置PD对第三二极管D3和第五二极管D5施加顺向偏压，即第三二极管D3和第五二极管D5处于导通的状态；压电装置PD对第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6施加逆向偏压，即第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6均处于截至的状态；压电装置PD所产生瞬时电流依次经过压电装置PD的负向输出端口B、第五二极管D5流向第二电感L2，压电装置PD产生的电能存于第二电感L2中，并经过第二电感L2流向储能装置ESD的正极，瞬时电流依次经过储能装置ESD的负极、第三二极管D3后流回压电装置PD的正向输出端口A；当压电装置PD的电压等于或小于储能装置ESD的电压时，第二电感L2上存储的负电压使第六二极管D6处于顺向偏压且导通的状态，使第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5均处于逆向偏压且截至的状态；第二电感L2所存储的电能自储能装置ESD的正极流入并自储能装置ESD的负极流出后，经第六二极管D6再流回第二电感L2，即第二电感L2中储存的电能持续给储能装置ESD充电，直到第二电感L2的电压等于储能装置ESD的电压。