[发明专利]用于能量采集的转换器设备及其用途和能量发生器

说明书

公开了一种用于能量采集的转换器设备及其用途和能量发生器。用于能量采集的转换器设备(2)包括转换器(4)和相关控制装置(5)。转换器(4)包括用于在施加被连接的能量采集装置(3)的正电压时给流电能源存储器(8)充电的第一充电电路(11)和用于在施加被连接的能量采集装置(3)的负电压时给流电能源存储器(8)充电的第二充电电路(12)。充电电路(11，12)均具有电子开关(13，15)和与电子开关串联的电能存储器(15，16)。控制装置(5)用于基于施加的能量采集装置(3)的电压(v_h)的极性而致动电子开关(13，15)。

技术领域

德国专利申请DE102016224639.9的内容通过引用结合于此。

背景技术

本发明涉及用于能量采集的转换器设备且涉及具有这种转换器设备的能量发生器。而且，本发明涉及这种转换器设备的用途。

能量采集意味着例如从在移动电器周围的来源、诸如从环境温度或从振动采集小量的电力。诸如热电发生器或压电晶体的可应用能量采集装置例如提供相同极性的电压(DC电压)或交变极性的电压(AC电压)。为了能够高效地使用借助于能量采集装置提供的能量，需要转换器设备。

发明内容

本发明基于的目的是为能量采集提供简单、可靠、高效且通用的转换器设备，所述转换器设备能够在由能量采集装置提供的相同极性的电压下和交变极性的电压下操作。

这个目的由用于能量采集的转换器设备实现，所述转换器设备包括

-转换器，其具有

--第一输入连接器和第二输入连接器，用于连接到能量采集装置，

--第一输出连接器和第二输出连接器，用于连接到流电能源存储器，

--第一充电电路，用于以向输入连接器施加的能量采集装置的正电压给流电能源存储器充电，第一充电电路具有

---第一电子开关和

---与第一电子开关串联的第一电能存储器，其中，第一能量存储器包括第一线圈、第一电容器和第一阻塞元件，

--第二充电电路，用于以向输入连接器施加的能量采集装置的负电压给流电能源存储器充电，具有

---第二电子开关和

---与第二电子开关串联的第二电能存储器，其中，第二能量存储器包括第二线圈、第二电容器和第二阻塞元件，

-控制装置，用于基于向输入连接器施加的能量采集装置的电压的极性而致动第一电子开关和第二电子开关，且

其中，第一充电电路和第二充电电路并联于彼此。

转换器配置为升压型转换器(stepupconverter)。由于转换器包括能够借助于向输入连接器施加的正电压操作的第一充电电路和能够借助于向输入连接器施加的负电压操作的第二充电电路，转换器允许向输入连接器施加的交变极性的电压转换成DC电压(AC/DC转换)和向输入连接器施加的相同极性的电压转换成DC电压(DC/DC转换)。为此，充电电路均具有电子开关和与电子开关串联的电能存储器。控制装置用于基于向输入连接器施加的电压的极性而致动电开关，以使得依据极性，第一充电电路或第二充电电路操作、或两个充电电路交替地操作。

转换器设备确保电力的简单且高效的存储和提供。第一线圈并联于第一电容器。第一阻塞元件与第一线圈或第一电容器串联。第一阻塞元件例如配置为二极管。第一阻塞元件设置成使得在第一切换状态下，如果第一电子开关接通，则能量借助于向输入连接器施加的正电压存储在第一线圈中。在第一切换状态下，第一阻塞元件防止第一电容器的充电。在后续第二切换状态下，如果第一电子开关切断，则第一电容器借助于经由第一阻塞元件的流动电流被第一线圈充电。