收集电磁能量的方法和装置及电磁能量收集系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电磁能量技术领域，公开了一种收集电磁能量的方法和装置及电磁能量收集系统，该方法包括：在交流电的一周期内，从该周期的开始时刻到该周期的结束时刻依次执行以下操作：控制整流模块以使得交流能量产生模块短路并持续第一预设持续时间；控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第一次向负载充电并持续第二预设持续时间；控制所述整流模块以控制交流能量产生模块短路并持续第三预设持续时间；控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第二次向所述负载充电并持续第四预设持续时间；以及控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块短路并持续第五预设持续时间。藉此，实现了提升电磁能量收集能力。实现了提升电磁能量收集能力。实现了提升电磁能量收集能力。

【技术实现步骤摘要】
收集电磁能量的方法和装置及电磁能量收集系统


[0001]本专利技术涉及电磁能量
，具体地涉及一种收集电磁能量的方法和装置及电磁能量收集系统。

技术介绍

[0002]能量收集技术将从环境中收集的光、热、风、电磁、震动、射频等能量转换为有用的电能，从而有效地为无线传感器节点供能。其中电磁能量收集针对工频交流磁场，具有取能方便、不受天气影响、可控性好、取能装置简单等优点，是最适合电力系统和电力装置传感器实际应用场景的供电方式。
[0003]目前的电磁能量收集的装置有独立式的。独立式电力线取能装置具有开放的磁路，并且不封闭电流导体，因此，它们具有更大的灵活性。然而由于磁场强度随距离衰减严重，独立式磁芯取能效率较低，而且需要更大的磁芯尺寸，增加了取能装置的重量和成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种收集电磁能量的方法和装置及电磁能量收集系统，其可解决或至少部分解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例的一方面提供一种用于收集电磁能量的方法，该方法包括：在交流电的一周期内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于收集电磁能量的方法，其特征在于，该方法包括：在交流电的一周期内，从该周期的开始时刻到该周期的结束时刻依次执行以下操作，其中，在该周期内，所述交流电在所述开始时刻和所述结束时刻的幅值的绝对值最小：控制整流模块以使得交流能量产生模块短路并持续第一预设持续时间，其中，所述交流能量产生模块在所述交流电的作用下产生交流能量，所述整流模块将所述交流能量产生模块产生的交流能量转化为直流能量；控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第一次向负载充电并持续第二预设持续时间；控制所述整流模块以控制交流能量产生模块短路并持续第三预设持续时间；控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第二次向所述负载充电并持续第四预设持续时间；以及控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块短路并持续第五预设持续时间，其中，所述交流能量产生模块在所述交流电的作用下产生的所述交流能量的峰值出现在第一次向所述负载充电的过程中和第二次向所述负载充电的过程中且在第一次向所述负载充电的过程中和第二次向所述负载充电的过程中所述交流能量产生模块在所述交流电的作用下产生的电流不改变方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交流能量产生模块为磁芯绕组，其中，所述磁芯绕组包括导线和磁芯，所述导线缠绕在所述磁芯上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述负载为恒压负载对应的所述第二预设持续时间与所述负载为恒阻负载对应的所述第二预设持续时间不同；和/或所述负载为恒压负载对应的所述第四预设持续时间与所述负载为恒阻负载对应的所述第四预设持续时间不同。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述交流能量产生模块为磁芯绕组的情况下，若所述负载为所述恒压负载，所述第二预设持续时间和/或所述第四预设持续时间基于以下公式而被确定：其中，T
transfer1
表示向所述恒压负载充电的持续时间；B
sat
表示所述磁芯的饱和磁感应强度；A表示所述磁芯的横截面积；N表示所述磁芯绕组的线圈匝数；V
L
表示恒压负载的电压。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述交流能量产生模块为磁芯绕组的情况下，若所述负载为所述恒阻负载，所述第二预设持续时间和/或所述第四预设持续时间基于以下公式而被确定：
2ωB
SAT
AN2＝I
P
R
L
(cosωT0‑
cosω(T0+T
transfer2
))其中，P
L
表示第一次向所述负载充电时所述负载的功率和第二次向所述负载充电时所述负载的功率的平均值；I
P
表示所述交流电的幅值；T表示所述交流电的周期；N表示所述磁芯绕组的线圈匝数；R
L
表示恒阻负载的电阻；T
transfer2
表示向所述恒阻负载充电的持续时间；ω表示所述交流电的角频率；T0表示所述第一预设持续时间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整流模块包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述第一支路和所述第三支路串联，所述第二支路和所述第四支路串联，所述交流能量产生模块连接在所述第一支路和所述第三支路的连接点及所述第二支路和所述第四支路的连接点之间，所述第一支路和所述第二支路互为同侧支路，所述第三支路和所述第四支路互为同侧支路，所述第一支路和所述第四支路互为斜异侧支路，所述第二支路和所述第三支路互为斜异侧支路，所述负载连接在所述第一支路和所述第二支路的连接点及所述第三支路和所述第四支路的连接点之间；其中，控制整流模块以使得交流能量产生模块短路包括：控制所述整流模块中互为同侧支路的两支路导通；其中，控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第一次向负载充电包括：控制所述整流模块中互为斜异侧支路的两支路导通；其中，控制所述整流模块以使得所述交流能量产生模块第二次向所述负载充电包括：控制所述整流模块中另一互为斜异侧支路的两支路导通。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述整流模块为同步整流电路。8.一种用于收集电磁能量的装置，其特征在于，该装置包括：控制模块，用于在交流电的一周期内，从该周期的开始时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德建，孙敏，陈冠宏，刘明，郝先人，马岩，李坚，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：