一种脉冲能量收集电路、装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种脉冲能量收集电路，包括开关SW1、开关SW2、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电能收集电容；所述开关SW1的定端与所述开关SW2的定端连接，并一起接入用于发电的脉冲能量发电装置的输出端；所述开关SW1的动端与所述电感L1的一端连接，所述开关SW2的动端与所述电感L2的一端连接。本发明专利技术由于采用采样控制的方法，可使本发明专利技术的能量收集装置能够适应脉冲能量发电装置的工作情况与输出电压波形(脉冲电压)的急速变化与非周期性，同时，将能量收集装置等效内阻与脉冲能量发电装置的内部阻抗进行相同的匹配，可令脉冲能量发电装置工作效率最高，能收集到更多的电能。能收集到更多的电能。能收集到更多的电能。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲能量收集电路、装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及脉冲电能收集
，尤其涉及一种脉冲能量收集电路、装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]由于发电机/电动机等产生脉冲电能的脉冲能量发电装置的电磁感应特性与发电支路的漏感特性，输出为正相与反相脉冲的组合，脉冲的形状类似正弦波，或可通过整流为多个单向的正弦波组合。脉冲能量发电装置发电，每发出一簇正弦波电压波形，时间记为t1，随后将停止发出能量(发电装置复位)，停止时间记为t2，记发电周期为T＝t1+t2。当脉冲能量发电装置工作于最低的工作强度，发电的频率低，此时，将t1记为t11，发电周期记为T1，波形幅值记为U1；而当脉冲能量发电装置，工作于较高的工作强度，发电的频率升高，此时t1记为t12，发电周期记为T2，波形幅值记为U2，依据发电装置的机电特性，如图1所示，t12<t11，T2<T1，U2>U1。
[0003]依据脉冲能量发电装置的输出能力(输出电压曲线、t12、t11、T2、T1、U2、U1特性和测量取值范围)，和脉冲能量发电装置输出电能的存储要求：电能存储在电容中，通过电容连续向外部负载输出电能，为使脉冲电能转换为可稳定输出的持续电能，故需要设计一种脉冲能量收集电路装置，以进行有效的能量收集。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种脉冲能量收集电路、装置及其控制方法，通过储存器件如电容储存电能，以实现进行有效的收集电能的目的。
[0005]为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0006]一种脉冲能量收集电路，包括开关SW1、开关SW2、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电能收集电容；所述开关SW1的定端与所述开关SW2的定端连接，并一起接入用于发电的脉冲能量发电装置的输出端；所述开关SW1的动端与所述电感L1的一端连接，所述开关SW2的动端与所述电感L2的一端连接；所述电感L1的另一端与所述电感L2的另一端连接后接入所述电能收集电容的一端；所述二极管D1的负极连接于所述开关SW1与所述电感L1的公共连接端，所述二极管D2的负极连接于所述开关SW2与所述电感L2的公共连接端；所述电能收集电容的另一端与所述二极管D2的正极，二极管D1的正极连接后一起接入参考地。
[0007]一种脉冲能量收集装置，包括上述的脉冲能量收集电路，所述脉冲能量收集装置的等效内阻等于脉冲能量发电装置的内部阻抗。
[0008]一种脉冲能量收集控制方法，用于控制上述的脉冲能量收集电路，包括如下步骤：
[0009]S1：进行阻抗匹配，使得RX＝RL，其中，RL为脉冲能量发电装置的内部阻抗，RX为脉冲能量收集电路的等效电阻；同时，预设若干个充电时间ta1、ta2、ta3、ta4、
…
、tan；
[0010]S2：在脉冲能量发电装置开始发出一簇正弦波电压波形时，控制开关SW1和开关SW2同时闭合；
[0011]S3：当经历充电时间ta1时，断开开关SW1，其中，开关SW1的断开时间为ta2；
[0012]S4：在充电时间ta3开始时，控制开关SW1闭合，控制开关SW2断开；
[0013]S5：按充电时间，重复循环S1至S4。
[0014]采用上述方案，本专利技术的有益效果是：
[0015]由于采用采样控制的方法，可使本专利技术的能量收集装置能够适应脉冲能量发电装置的工作情况与输出电压波形(脉冲电压)的急速变化与非周期性，同时，将能量收集装置等效内阻与脉冲能量发电装置的内部阻抗进行相同的匹配，可令脉冲能量发电装置工作效率最高，能收集到更多的电能，此外，本专利技术的能量收集装置为连续工作型，可提高能量收集的效率。
附图说明
[0016]图1为脉冲能量发电装置的输出电压波形图；
[0017]图2为本专利技术的脉冲能量收集电路的电路图；
[0018]图3为其中一实施例中，脉冲能量收集电路的电流波形图；
[0019]其中，附图标识说明：
[0020]1—电能收集电容。
具体实施方式
[0021]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明。
[0022]参照图2所示，本专利技术提供一种脉冲能量收集电路，包括开关SW1、开关SW2、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电能收集电容1；所述开关SW1的定端与所述开关SW2的定端连接，并一起接入用于发电的脉冲能量发电装置的输出端；所述开关SW1的动端与所述电感L1的一端连接，所述开关SW2的动端与所述电感L2的一端连接；所述电感L1的另一端与所述电感L2的另一端连接后接入所述电能收集电容1的一端；所述二极管D1的负极连接于所述开关SW1与所述电感L1的公共连接端，所述二极管D2的负极连接于所述开关SW2与所述电感L2的公共连接端；所述电能收集电容1的另一端与所述二极管D2的正极，二极管D1的正极连接后一起接入参考地。
[0023]一实施例中，继续参照图2所示，提供一种脉冲能量收集电路，该电路中的脉冲能量收集元件同步工作的电感大于1个，在该实施例中，设有两个，分别为电感L1和电感L2，假如仅设置1个，能量收集电感对脉冲能量发电装置而言，是断续工作的，因此，收集能量断续，且能量收集不完全，能量收集效率较低，而若能量收集元件电感同步工作为3个及以上，则会增加电路复杂性，因此，该实施例中，采用2个收集元件交替工作的方式，在保证工作过程连续的条件下，也不会导致电路复杂，即在脉冲能量装置工作过程中，可实时连续收集能量，提高工作效率，同时，2个能量收集元件交替工作，电感充放电过程中，电流峰值、谷值相消，通过控制方法令脉冲能量发电装置输出电流平滑，其平均电流Isum满足：U/Isum＝Rx，Rx动态逼近RL，收集电路装置输出为直流波动电压Uo为外部使用。
[0024]一实施例中，还提供一种脉冲能量收集装置，包括上述的脉冲能量收集电路，所述脉冲能量收集装置的等效内阻等于脉冲能量发电装置的内部阻抗。
[0025]该实施例中，脉冲能量收集装置主动控制脉冲能量发电装置的输出电流，设脉冲
能量发电装置输出电流为Il，并记录其此时的输出电压为Ux；同一条件，在另一个发电周期内，脉冲能量收集装置将脉冲能量发电装置输出的电流控制为0.5
×
Il，并记录此时的输出电压Uy；设脉冲能量收集装置的等效电阻为Rx，脉冲能量发电装置内部阻抗为RL，脉冲能量发电装置输出开路电压为Upeak。
[0026]可知，电流＝Upeak/(Rx+RL)，Upeak＝Rx
×
电流+RL
×
电流，其中，Rx在本专利技术中是可变的，如Rx1，Rx2...，那么两次测试过程中，第一次输出电流为I1，Upeak＝Rx1
×
Il+RL
×
Il，Ux＝Rx1
×
Il；第二次输出电流为0.5
×
Il，Upeak＝0.5
×
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲能量收集电路，其特征在于，包括开关SW1、开关SW2、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电能收集电容；所述开关SW1的定端与所述开关SW2的定端连接，并一起接入用于发电的脉冲能量发电装置的输出端；所述开关SW1的动端与所述电感L1的一端连接，所述开关SW2的动端与所述电感L2的一端连接；所述电感L1的另一端与所述电感L2的另一端连接后接入所述电能收集电容的一端；所述二极管D1的负极连接于所述开关SW1与所述电感L1的公共连接端，所述二极管D2的负极连接于所述开关SW2与所述电感L2的公共连接端；所述电能收集电容的另一端与所述二极管D2的正极，二极管D1的正极连接后一起接入参考地。2.一种脉冲能量收集装置，包括权利要求1所述的脉冲能量收集电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢隽，陈德君，朱恕仁，
申请(专利权)人：深圳市和威达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：