一种自适应导通的P-SSHI电路制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应导通的P

【技术实现步骤摘要】
一种自适应导通的P
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SSHI电路


[0001]本专利技术涉及能量收集领域，具体是一种自适应导通的P
‑
SSHI电路。

技术介绍

[0002]能量收集系统可以收集周围环境中的能量，例如振动、电磁、热能等能量，将这些往往被忽略的能量收集起来，经过处理可以给低功耗电路供电，实现绿色环保的能源利用方式，具有较好的前景。而作为整个能量收集系统的输入级，AC
‑
DC模块是必不可少的。AC
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DC模块作为电路中非常重要的组成部分，承担着将交流电压或电流源转换成直流的输出，供给电路中其他的子模块，例如微处理器、ADC、DAC以及其他如Buck、Boost等DC
‑
DC模块，以得到我们需要的输出电压。
[0003]请参阅图1，2002年Ottman等人提出了标准的能量管理系统，并使用二极管全桥整流电路作为电路的输入级，该结构简单，但是能量收集的效率较低，有较多的能量损耗在电压翻转的过程中，得到的开路电压较低；2010年Ramadass提出了基于同步开关电感技术(SSHI)的压电能量收集系统，使用开关和电感进行配合，在电流过零点导通开关管，形成RLC谐振回路，让压电元件寄生电容迅速放电使电压反相翻转，在该电压反相到最大值时，需要精准断开开关，此时反向的电流源仅需要小部分的能量用于充电就可以达到整流电压，极大提高了电路收集效率。
[0004]目前的P
‑
SSHI电路
中，开关管的导通选择是D触发器的输出状态来选择的，通过数字模块控制，稳定性较好，并能够精确地控制开关管，但是目前大部分D触发器都连接成T触发器的形式，即每来一次过零点，输出状态Q翻转来选择开关管，该方式与电路的初始状态有关，不能够自适应转换，需要改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种自适应导通的P
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SSHI电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种自适应导通的P
‑
SSHI电路，包括：
[0008]压电电源电路，用于供给交流电；
[0009]输出级电路，用于将交流电转化为直流电输出；
[0010]P
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SSHI主电路，用于在交流电过零点时，加速压电电源电路两端电压反向；
[0011]控制电路，用于根据交流电信息，控制P
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SSHI主电路工作；
[0012]压电电源电路连接P
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SSHI主电路、控制电路、输出级电路，控制电路连接P
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SSHI主电路。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：压电电源电路包括电流源Ip、压电寄生电容Cp、电阻Rp，电流源Ip、压电寄生电容Cp、电阻Rp并联。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：输出级电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二
极管D4、电容CL、电阻RL，二极管D1的正极连接二极管D3的负极，二极管D2的正极连接二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容CL的一端、电阻RL的一端，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容CL的另一端、电阻RL的另一端。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：P
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SSHI主电路包括电感L1、二极管DN、二极管DP、开关管SN、开关管SP，电感L的一端连接压电电源电路的一端，电感L的另一端连接二极管DN的正极、二极管DP的负极，二极管DN的负极连接开关管SN的漏极，二极管DP的正极连接开关管SP的漏极，开关管SN的栅极连接控制电路，开关管SP的栅极连接主控电路，开关管SN的源极连接开关管SP的源极，压电电源电路的另一端。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：控制电路包括放大器ZCD1、放大器ZCD2、或非门Y、D触发器DFT、高转低电平移位器H2L Level Shifter、电平移位器Level Shifter，控制模块Contral Circuit，放大器ZCD1的同相端接0电压，放大器ZCD1的反相端连接压电电源电路的一端、高转低电平移位器H2L Level Shifter的输入端，放大器ZCD2的同相端接0电压，放大器ZCD2的反相端连接压电电源电路的另一端，放大器ZCD1的输出端连接或非门Y的输入端一端，放大器ZCD2的输出端连接或非门Y的输入端另一端，或非门Y的输出端连接D触发器DFT的CLK引脚，高转低电平移位器H2L Level Shifter的输出端连接D触发器DFT的D引脚，D触发器DFT的Q引脚连接控制模块Contral Circuit的输入端，控制模块Contral Circuit的输出端连接电平移位器Level Shifter的输入端，电平移位器的输出端一端连接开关管SN的栅极，电平移位器的输出端另一端连接开关管SP的栅极。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：控制电路还包括线性稳压源LDO，线性稳压源LDO的输入端引入输出级电路的输出电压VRECT，线性稳压源LDO的输出端输出电压VDD为控制电路供电。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：电容Cp为无极性电容。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)P
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SSHI主电路使用同步开关电感技术使得压电电源电路过零点能够迅速放电，将两端电压迅速反向，减少需要反向充电的时间，增加输出级电路获取的能量；
[0021](2)控制电路控制P
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SSHI主电路，可以实现自选择开关管的导通，自适应转换导通，控制比较简单；
[0022](3)电路的控制比较简单，使用的模块较少，晶体管数目不多，占用面积较小，能实现比较好的效果。
附图说明
[0023]图1为传统全桥整流的电路图。
[0024]图2为一种自适应导通的P
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SSHI电路的电路图。
[0025]图3为传统全桥整流的输出波形图。
[0026]图4为一种自适应导通的P
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SSHI电路的输出波形图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]请参阅图2，一种自适应导通的P
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SSHI电路，包括：
[0029]压电电源电路，用于供给交流电；
[0030]输出级电路，用于将交流电转化为直流电输出；
[0031]P
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SSHI主电路，用于在交流电过零点时，加速压电电源电路两端电压反向；
[0032]控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应导通的P
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SSHI电路，其特征在于：该自适应导通的P
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SSHI电路包括：压电电源电路，用于供给交流电；输出级电路，用于将交流电转化为直流电输出；P
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SSHI主电路，用于在交流电过零点时，加速压电电源电路两端电压反向；控制电路，用于根据交流电信息，控制P
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SSHI主电路工作；压电电源电路连接P
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SSHI主电路、控制电路、输出级电路，控制电路连接P
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SSHI主电路。2.根据权利要求1所述的自适应导通的P
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SSHI电路，其特征在于，压电电源电路包括电流源Ip、压电寄生电容Cp、电阻Rp，电流源Ip、压电寄生电容Cp、电阻Rp并联。3.根据权利要求1所述的自适应导通的P
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SSHI电路，其特征在于，输出级电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容CL、电阻RL，二极管D1的正极连接二极管D3的负极，二极管D2的正极连接二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容CL的一端、电阻RL的一端，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容CL的另一端、电阻RL的另一端。4.根据权利要求1所述的自适应导通的P
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SSHI电路，其特征在于，P
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SSHI主电路包括电感L1、二极管DN、二极管DP、开关管SN、开关管SP，电感L的一端连接压电电源电路的一端，电感L的另一端连接二极管DN的正极、二极管DP的负极，二极管DN的负极连接开关管SN的漏极，二极管DP的正极连接开关管SP...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淼，丁凡，
申请(专利权)人：无锡鸿恩泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：