发明名称 一种无源压电式的能量获取电路
摘要 针对现有压电转换电路的电能利用率低、输出电压不稳定等不足,本产品提供一种无源压电式的能量获取电路,包括储能装置、压电装置、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管。本产品的有益技术效果为:本产品结构简单且具有能量转化效率高的优点;本产品的输出电压脉动小、使用寿命长;尤其是采用本结构后二极管所承受的反向电压小,使用过程中存在损坏的风险小。
申请公布号 CN203466612U 申请公布日期 2014.03.05
申请号 CN201320576257.2 申请日期 2013.09.17
申请人 安徽工程大学 发明人 王海;周璇
分类号 H02J7/34(2006.01)I 主分类号 H02J7/34(2006.01)I
代理机构 合肥金安专利事务所 34114 代理人 徐伟
主权项 一种无源压电式的能量获取电路,包括储能装置ESD和压电装置PD,储能装置ESD上设有正极和负极,压电装置PD上设有正向输出端口A和负向输出端口B,其特征在于,还设有两个电感和六个二极管,依次为第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6;    压电装置PD的正向输出端口A与第二二极管D2的正极相连接,第二二极管D2的负极与第一电感L1的一端口相连接,第一电感L1的另一端口与储能装置ESD的正极相连接;压电装置PD的负向输出端口B与第五二极管D5的正极相连接,第五二极管D5的负极与第六二极管D6的负极相连接;第五二极管D5负极与第六二极管D6负极之间的连接节点同储能装置ESD的正极之间串联有第二电感L2;第二二极管D2的正极与压电装置PD的正向输出端口A之间的连接节点同第三二极管D3的负极相连接;第二二极管D2的负极与第一电感L1之间的连接节点同第一二极管D1的负极相连接;第五二极管D5的正极与压电装置PD的负向输出端口B之间的连接节点同第四二极管D4的负极相连接;第一二极管D1的正极、第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极和第六二极管D6的正极共同与储能装置ESD的负极相连接;自储能装置ESD的正极引出一个负载正向端口子,自储能装置ESD的负极引出一个负载负向端口子;使用时,压电装置PD在一个振动周期内所产生的交流电呈正弦波状;当压电装置PD处于前半个振动周期时,压电装置PD的正向输出端口A为正压状态,压电装置PD的负向输出端口B为负压状态;压电装置PD对第二二极管D2和第四二极管D4施加正向偏压,第二二极管D2和第四二极管D4导通;压电装置PD对第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5和第六二极管D6施加逆向偏压,第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5和第六二极管D6截至;通过第二二极管D2,自压电装置PD正向输出端口A流出的瞬时电流向第一电感L1和储能装置ESD充电;压电装置PD产生的电流依次经储能装置ESD的负极、第四二极管D4流回压电装置PD的负向输出端口B;当压电装置PD正向输出端口A的正电压等于或小于储能装置ESD的电压时,第一电感L1处于负电压的状态,从而使得第一二极管D1处于正向偏压且导通的状态,第一电感L1使得第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6处于逆向偏压且截至的状态,第一电感L1所储存的电流经第一电感L1流入储能装置ESD的正极,并从储能装置ESD的负极流出后流经第一二极管D1流回第一电感L1,第一电感L1中储存的电能持续给储能装置ESD充电,直到第一电感L1的电压等于储能装置ESD的电压;当压电装置PD处于后半个振动周期时,压电装置PD的正向输出端口A为负压状态,压电装置PD的负向输出端口B为正压状态;压电装置PD对第三二极管D3和第五二极管D5施加顺向偏压,即第三二极管D3和第五二极管D5处于导通的状态;压电装置PD对第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6施加逆向偏压,即第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6均处于截至的状态;压电装置PD所产生瞬时电流依次经过压电装置PD的负向输出端口B、第五二极管D5流向第二电感L2,压电装置PD产生的电能存于第二电感L2中,并经过第二电感L2流向储能装置ESD的正极,瞬时电流依次经过储能装置ESD的负极、第三二极管D3后流回压电装置PD的正向输出端口A;当压电装置PD的电压等于或小于储能装置ESD的电压时,第二电感L2上存储的负电压使第六二极管D6处于顺向偏压且导通的状态,使第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5均处于逆向偏压且截至的状态;第二电感L2所存储的电能自储能装置ESD的正极流入并自储能装置ESD的负极流出后,经第六二极管D6再流回第二电感L2,即第二电感L2中储存的电能持续给储能装置ESD充电,直到第二电感L2的电压等于储能装置ESD的电压。
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