一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，包括可拓展压电换能器，数量与压电换能器结构相对应的可拓展峰值检测开关，LC谐振电感，整流电路，整流电容，DC

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路


[0001]本专利技术属于压电振动能量采集
，具体涉及一种基于最大功率点跟踪（MPPT）的压电式可拓展能量采集接口电路。

技术介绍

[0002]当今世界面临着能源短缺及环境污染等严重问题，开发和利用新能源来代替传统的能源是解决这些问题的有效方法，自然界存在太阳能，振动能，热能及无线电波能及多种能量。采集和存储自然界中的能量并加以利用具有广阔的工程应用前景。
[0003]在多种环境能量形式中，振动能在自然界中是普遍存在的，如人体运动、交通工具运行、工业机器运作及大自然中的空气和水等带来的振动。振动能量的采集不受太阳能、电磁能等形式的能量使用时间和采集环境等因素的限制，同时具有较高的能量密度，是目前研究最为广泛的一种低功耗电子设备自主供电技术。
[0004]振动能量采集的形式主要有静电式、电磁式及压电式。其中压电式能量采集系统由于结构简单、无电磁干扰、无污染、易于加工及实现微型化、集成化等诸多有点而使用广泛。随着集成电路及嵌入式技术的发展，压电式能量采集系统取代传统的电池为无线传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，其特征在于包括可拓展的压电换能器（1）、与压电换能器数量相对应的可拓展峰值检测开关（2）、LC谐振电感（3）、整流电路（4）、整流电容（5）、DC-DC转换芯片（6）、储能电容（7）、峰值电压跟踪电路（8）、滞回电压比较器（9），所述的可拓展压电换能器（1）的负端均相连，且连接至所述的整流电路（4）输入端1，正端均接至与其对应的所述的可拓展峰值检测开关（2）的一端，可拓展峰值检测开关（2）的另一端均与所述的LC谐振电感（3）的一端2相连，1和2之间的单个压电换能器和与其对应的峰值检测开关构成可拓展结构单元，LC谐振电感（3）的另一端连接至整流电路（4）输入端3，整流电路（4）的输出端4、5接至所述的整流电容（5）的两端，且输出端5接地，所述的DC-DC转换芯片（6）输入端IN与整流电路（4）的输出端4相连，使能端EN与所述的滞回电压比较器（9）输出端相连，输出端OUT与所述的储能电容（7）一端相连，储能电容（7）的另一端接地，所述的峰值电压跟踪电路（8）的输入端6与所述的可拓展的压电换能器（1）中的第一压电换能器相连，输出端7与所述的滞回电压比较器（9）的输入端相连。2.根据权利要求1所述的基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，其特征在于所述的可拓展压电换能器（1）中压电换能器结构的等效电路模型及参数均相等，振动激励均相同，因此等效电流源的输出电流同步且峰值开路电压均相等，所述的可拓展峰值检测开关（2）中的峰值检测开关结构相同且元件参数均相等，单个压电换能器和与其对应的峰值检测开关组成可拓展结构单元，可拓展结构两两相互并联，独立工作，可拓展压电换能器（1）中的第一压电换能器等效为电流源I
p1
与电容C
p1
并联，等效电流源I
p1
的两端V
pa1
、V
pb1
分别作为第一压电换能器的正端和负端，可拓展峰值检测开关（2）中的第一峰值检测开关由检测电容C1、三极管Q
11
～Q
14
构成，三极管Q
11
、Q
14
为PNP型三极管，三极管Q
12
、Q
13
为NPN型三极管，三极管Q
11
和Q
13
的基极与等效电流源I
p1
的一端V
pa1
相连，发射极与所述检测电容C1的一端相连，集电极分别与所述的三极管Q
12
和Q
14
的基极相连，检测电容C1的另一端与等效电流源I
p1
的一端V
pb1
相连，三极管Q
12
和Q
14
的集电极分别与三极管Q
11
和Q
13
的基极相连，发射极与所述的LC谐振电感L（3）的一端2相连，LC谐振电感L（3）的另一端接至整流电路（4）的输入端3。3.根据权利要求1所述的基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，其特征在于整流电路（4）由二极管D1～D4构成，D1、D3串联后与D2、D4形成的串联支路并联，D1、D3之间作为输入端3，D2、D4之间作为输入端1，D1、D2之间作为输出端4，D3、D4之间作为输出端5，整流电路（4）的输入端3与LC谐振电感（3）的一端相连，输入端1与等效电流源I
p1
的一端V
pb1
相连，其输出端4、5分别与所述的整流电容（5）C
r
的两端相连，且输出端4接至所述的DC-DC转换芯片TPS60205（6）的输入端IN，输出端5接地。4.根据权利要求1所述的基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，其特征在于所述的DC-DC转换芯片TPS60205（6）的输入端IN与整流电路（4）的输出端4相连，其输出端OUT与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：施阁，常健，曾文涛，童迪科，朋焱盛，陈君富，黄文杰，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
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