[发明专利]一种基于压电材料的自供电振动能量提取电路

权利要求书

1.一种基于压电材料的自供电振动能量提取电路，其特征在于：包括非线性能量提取电路和两个结构相同的第一极值检测电路和第二极值检测电路；其中，所述非线性能量提取电路包括两个模拟开关，分别用于控制所述非线性能量提取电路的通断；所述极值检测电路用来检测压电材料由于应变在其表面产生的电荷；

当检测到压电材料表面的电荷量处于极值并开始下降时，分别采用所述第一、第二极值检测电路产生电压信号作用于所述非线性能量提取电路的两个模拟开关上，控制非线性能量提取电路中两个模拟开关的闭合；所述非线性能量提取电路提取压电材料由于应变产生的电荷，并将其转换为直流电压后输出给外接负载。

2.根据权利要求1所述的基于压电材料的自供电振动能量提取电路，其特征在于：所述极值检测电路包括第一、第二、第三电阻、第四二极管、微电容以及三极管；其中第一、第二电阻的一端为极值检测电路检测信号输入端，连接所述压电材料的一个表面，所述三极管的基极连接所述第一电阻的另一端，所述三极管的发射极连接第四二极管的阴极、微电容的一端，所述三极管的集电极连接第三电阻的一端；所述第四二极管的阳极连接所述第二电阻的另一端，所述微电容的另一端连接所述第三电阻的另一端并接地；

所述三极管的集电极为极值检测电路的电压信号输出端，当所述极值检测电路检测到压电材料表面由于应变产生的电荷处于极值并开始下降时，微电容电压达到极值后保持不变，此时所述三极管发射极电压大于基极电压，三极管导通，所述极值检测电路输出电压信号到所述非线性能量提取电路。

3.根据权利要求2所述的基于压电材料的自供电振动能量提取电路，其特征在于：所述非线性能量提取电路包括一个高品质因数的反激式变压器，以及第一、第二N通道MOS管以及第一、第二、第三整流二极管；其中，所述反激式变压器含有第一、第二原边和一个副边；所述第一整流二极管的阳极分别连接所述压电材料的一个表面和第一极值检测电路的检测信号输入端，第一整流二极管的阴极连接所述反激式变压器的第一原边的一端；所述第一N通道MOS管的漏极连接所述反激式变压器的第一原边的另一端，第一N通道MOS管的源极连接所述压电材料的另一个表面，第一N通道MOS管的栅极连接所述第一极值检电路的电压输出端；所述第二整流二极管的阳极分别连接所述第一N通道MOS管的源极和第二极值检测电路的检测信号输入端，第二整流二极管的阴极连接所述反激式变压器的第二原边的一端；所述第二N通道MOS管的漏极连接所述反激式变压器的第二原边的另一端，第二N通道MOS管的栅极接接所述第二极值检电路的电压输出端；所述反激式变压器的副边的一端连接第三二极管的正极，反激式变压器的副边的另一端接地；电阻性负载或电容性负载并联在所述反激式变压器的副第三二极管的阴极和地之间；当所述第一、第二极值检测电路输出的电压使第一、第二N通道MOS管导通时，所述自供电能量提取电路导通工作，通过高品质因数的反激式变压器将压电材料由于应变产生的电荷量转换成直流电后输送到所述高品质因数的反激式变压器副边电路连接的负载。