一种多通道储能电路制造技术

技术编号:19799513 阅读:20 留言:0更新日期:2018-12-19 05:53
本实用新型专利技术公开了一种多通道储能电路,包括生成交流的压电采集信号并对所述压电采集信号整流的一个以上的压电信号采集及整流组件;将整流后的压电采集信号储能的储能单元,所述储能单元与所述压电信号采集及整流组件电连接;以及检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通的电压比较器,所述电压比较器与所述储能单元电连接。通过上述实施方式,其电气元件少、电路简单,进而电路损耗小,且能量收集效率高,并且可以便捷地适用于多通道扩展。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道储能电路
本技术涉及一种多通道储能电路。
技术介绍
压电振动能量收集技术由于能量密度高、设计简单和集成程度高等原因得到了广泛的关注和研究。但多通道储能电路产生的电能是不可以直接给负载供电的,原因在于其产生的电压和功率在不停的变化,而且是交流电;而且产生的功率很小(毫瓦甚至微瓦级),不能带动负载,最好的方法就是先储存起来,积累到一定程度后再给负载供电。标准的能量电路是将压电晶片外接整流桥和滤波电容,其基本原理就是通过整流桥将压电晶片产生的交流电转化为直流电然后经电容滤波后给负载供电。这种方法电路简单,在负载匹配时输出效率高。当时间常数RCr远大于压电梁的振动周期时,可以认为负载电压是连续的。采用这种电路可以测试压电晶片所能产生的能量,但不能产生稳定的直流电压和足够的电能给负载供电,因而还不适合实际应用。
技术实现思路
本技术为解决上述技术问题提供一种多通道储能电路,其电气元件少、电路简单,进而电路损耗小,且能量收集效率高,并且可以便捷地适用于多通道扩展。为解决上述技术问题,本技术提供一种多通道储能电路,包括:生成交流的压电采集信号并对所述压电采集信号整流的一个以上的压电信号采集及整流组件;将整流后的压电采集信号储能的储能单元,所述储能单元与所述压电信号采集及整流组件电连接;以及检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通的电压比较器,所述电压比较器与所述储能单元电连接。进一步地,所述电压比较器是带迟滞的电压比较器,其在检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通、并在检测到所述储能单元放电后的电压低于断开临界值时断开。进一步地,所述电压比较器的导通临界值和断开临界值可调节。进一步地,所述多通道储能电路还包括调节所述电压比较器的输出电压的电压调节器,所述电压调节器电连接于所述电压比较器。进一步地,所述电压调节器的输出端电连接有负载。进一步地,所述负载是LED灯。进一步地,所述压电信号采集及整流组件包括一生成交流的压电采集信号的压电信号采集器件和一整流所述压电采集信号的全波整流桥,所述压电信号采集器件电连接于所述全波整流桥的输入端,并且,所述储能单元电连接于所述全波整流桥的输出端。进一步地,所述压电信号采集及整流组件为两个以上时,各所述压电信号采集及整流组件并联,并分别通过其内所述全波整流桥与所述储能单元电连接。进一步地,所述压电信号采集器件是压电振动梁。进一步地,所述储能单元是电容。本技术的多通道储能电路,具有如下有益效果:通过设置压电信号采集及整流组件、储能单元及电压比较器,压电信号采集及整流组件产生交流的压电采集信号并对其进行整流,储能单元存储整流后的压电采集信号,电压比较器仅在储能单元存储的电能足够、相应在检测到储能单元的电压达到导通临界值时才导通以输出储能单元存储的电能,其电气元件少、电路简单,进而电路损耗小,且能量收集效率高,并且可以便捷地适用于多通道扩展。附图说明图1是本技术多通道储能电路的结构示意图。图2是图1所示多通道储能电路一实施例的电路图。图3是本技术多通道储能电路另一实施例的电路图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术进行详细说明。请参阅图1,本技术提供一种多通道储能电路。该多通道储能电路包括:一个以上的压电信号采集及整流组件1、一个储能单元2以及一个电压比较器3。压电信号采集及整流组件1、储能单元2以及电压比较器3依次电连接。压电信号采集及整流组件1用于生成交流的压电采集信号并对压电采集信号整流。储能单元2用于将整流后的压电采集信号储能。电压比较器3用于检测储能单元2的电压,并在检测到储能单元2的电压达到导通临界值时导通。由于压电信号采集及整流组件1虽然能够不断产生电量,如果采用即充即放的使用方式,就不能够产生足够的直流电压和足够的电能给负载5供电,而通过设置本技术这样的电压比较器3来检测储能单元2的电压,并仅在检测到储能单元2的电压达到导通临界值(即具有足够的直流电压和电能)时才导通以为负载5供电。因此,通过上述的电路设计,能够在储能单元2存储到足够的能量后才进行应用以为负载5供电,且其电气元件少、结构简单。较佳的,该电压比较器3是带迟滞的电压比较器3,其在检测到储能单元2的电压达到导通临界值时导通,并在检测到储能单元2放电后的电压低于断开临界值时断开,电压比较器3断开后,压电信号采集及整流组件1重新给储能单元2充电,如此反复。该导通临界值通常是大于断开临界值的,进而电压比较器3在导通临界值与断开临界值区间的电压内能够持续稳定的工作,即导通输出电压。较佳的,多通道储能电路还包括电连接于电压比较器3的电压调节器4。该电压调节器4用于调节电压比较器3的输出电压,以稳定地输出工作电压为负载5提供供给。进一步地,电压调节器4的输出端电连接有负载5。该负载5举例可以是LED灯,当然,亦可以是其他电气元件举例如USB充电接口等。较佳的,电压比较器3的导通临界值和断开临界值可调节,以根据用户需要来设置导通和断开时对应的储能单元2的电压值,进而增大适用范围。在一具体实施例中,如图2所示,压电信号采集及整流组件1包括一生成交流的压电采集信号的压电信号采集器件和一整流压电采集信号的全波整流桥12。压电信号采集器件电连接于全波整流桥12的输入端,并且,储能单元2电连接于全波整流桥12的输出端。储能单元2存储的能量在全波整流桥12的作用下不能够逆向输出。上述实施例中,压电信号采集器件通常可以是压电振动梁11(即压电晶片)。储能单元2通常可以是电容Cs。该多通道储能电路的电路连接关系具体请参阅如下描述:压电振动梁11的正负极分别与全波整流桥12的两个输入端一一对应电连接;全波整流桥12的两个输出端分别与电容Cs的正负极一一对应电连接;电压比较器3的VDD管脚与电容Cs的正极电连接;电压比较器3的LBO管脚与电压调节器4的Vin管脚电连接;电压调节器4的Vout管脚与负载5电连接。进一步地,电压调节器4中,其SENSE管脚串联有电阻R4和电阻R5,R5另一端接地;其Vset管脚电连接于电阻R4和电阻R5之间;其SHIN管脚接地。该电压调节器4举例可以是MAXIM公司出品的MAX666芯片。这样可以提供如稳定的+3.3V的直流输出电压,与之相应地,电阻R4和电阻R5的电阻值按照芯片的相关定义分别设置为R4=1.5MΩ,R5=1MΩ。电压调节器4的GND端接地。更进一步地,为了调节电压比较器3的导通临界值(VHTH)和断开临界值(VLTH),在电容Cs的正负极之间串联有电阻R1、电阻R2、电阻R3,且电阻R3还接地,电压比较器3的LTHIN管脚电连接于电阻R1和电阻R2之间,电压比较器3的HTHIN管脚电连接于电阻R2和电阻R3之间。通过调节电阻R1、电阻R2和电阻R3的电阻值即可对导通临界值(VHTH)和断开临界值(VLTH)进行调节。电压比较器3的GND端接地。该电压比较器3是低能耗电压比较器3,举例可以是MAXIM公司出品的MAX6433芯片。将电压比较器3的导通临界值和断开临界值分别设为VHTH=5V和VLTH=3V,根据芯片的相关定义,将电阻R1的电阻值设定为R1=1.7MΩ,电阻R2的电阻值设定为R2=100kΩ,电阻R3的电阻值设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道储能电路,其特征在于,包括:生成交流的压电采集信号并对所述压电采集信号整流的一个以上的压电信号采集及整流组件;将整流后的压电采集信号储能的储能单元,所述储能单元与所述压电信号采集及整流组件电连接;以及检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通的电压比较器,所述电压比较器与所述储能单元电连接。

【技术特征摘要】
1.一种多通道储能电路,其特征在于,包括:生成交流的压电采集信号并对所述压电采集信号整流的一个以上的压电信号采集及整流组件;将整流后的压电采集信号储能的储能单元,所述储能单元与所述压电信号采集及整流组件电连接;以及检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通的电压比较器,所述电压比较器与所述储能单元电连接。2.根据权利要求1所述的多通道储能电路,其特征在于:所述电压比较器是带迟滞的电压比较器,其在检测到所述储能单元的电压达到导通临界值时导通、并在检测到所述储能单元放电后的电压低于断开临界值时断开。3.根据权利要求2所述的多通道储能电路,其特征在于:所述电压比较器的导通临界值和断开临界值可调节。4.根据权利要求1所述的多通道储能电路,其特征在于:所述多通道储能电路还包括调节所述电压比较器的输出电压的电压调节器,所述电压调节器电连接于所述电压比较器。5...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏胜
申请(专利权)人:深圳职业技术学院
类型:新型
国别省市:广东,44

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