[发明专利]一种基于压电发电的能量收集装置控制系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于压电发电的能量收集装置控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：发电装置开始工作后，通过形变检测装置检测压电双晶片的形变量，并将形变量转化为数字信号01，上传到单片机；步骤二：单片机接受检测模块上传的数字信号，将数字信号01与预设的压电双晶片的形变阈值比较，若大于阈值发出执行信号001；步骤三：执行模块接受执行信号001，挤压装置的下压量和速度减小，直至小于阈值，才恢复挤压量和速度。本发明提供一种高效的能量收集装置，并通过控制系统实现自动收集。

本申请是发明专利：一种基于压电发电原理的高效率能量收集装置及控制系统和控制方法的分案申请，母案申请号为201610375402.9，申请日为2016年5月31日。

技术领域

本发明涉及能量收集装置，尤其是一种基于压电发电原理的高效率能量收集装置控制系统的控制方法。

背景技术

把周围环境存在的热能、风能、声能、谁能、太阳能、机械能和人类活动能等能量中的一种或者多种收集起来转换成电能，然后直接给电子器件供电或者储存在电容器、可充电电池等器件中，这个过程即为能量收集。从各种能量源中收集能量的方法有很多种，如电磁感应、静电、射频辐射和压电效应等，机械振动是环境中普遍存在的一种形式，振动能量收集的原理是利用传感器的位移或者机械形变从而产生电能，收集振动能量一般有三种方式：利用电磁感应、静电和压电效应，其中电磁感应由于平面磁铁的性能比较差，通过平面线圈实现匝数受到限制，还有振动幅度的限制相应会导致电磁器件速度降低；静电器产生的是高电压、低电流和高输出阻抗，还有电极短路的问题；而压电材料的转化性能很高，可以得到很高的能量密度，得到广泛的应用。

现在的压电发电装置使用的是单晶片，晶片内只有一个压电片，同时发电装置中设置的晶片都是单层和单个，压电发电装置的能量转换效率不高，同时发电输出的电压较低，并且能量收集装置没有进行检测和控制，容易损坏。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种包含压电发电、整流和存储功能以及控制系统的能量收集装置，在发电装置中采用压电双晶片，同时晶片叠加和并联设置，能量转化效率高，同时将发电电压进行四倍压整流，提供最大的电压，并提供一种对能量收集装置进行自动控制的方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种基于压电发电的能量收集装置控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：发电装置开始工作后，通过形变检测装置检测压电双晶片的形变量，并将形变量转化为数字信号01，上传到单片机；同时整流电压检测装置将整流电压转化为数字信号02，上传到单片机；超级电容上的检测装置也将检测电量转化为数字信号03，上传到单片机；

步骤二：单片机接受检测模块上传的数字信号，将数字信号01与预设的压电双晶片的形变阈值比较，若大于阈值发出执行信号001；将数字信号02与预设的电容的极限电压值对比，若大于极限电压值发出执行信号002；将数字信号03与预设的超级电容的容量值对比，若大于容量值发出执行信号003；

步骤三：执行模块接受执行信号001，挤压装置的下压量和速度减小，直至小于阈值，才恢复挤压量和速度；执行模块接受执行信号002，整流开关断开，降低发电电压，直至整流电压小于极限电压值，执行模块接受执行信号003，将挤压装置停止工作，同时关掉整流开关和电容开关。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、发电效率高。本发明中的压电晶片采用压电双晶片，同时设置为同层多个双晶片的并联和多层双晶片的串联，极大的提高了压电发电装置的输出功率，从而提高能量收集装置的效率。

2、倍增整流电压高。本发明采用的四倍压整流电路，能够将发电电压放大到四倍，同时将交流转换成直流，为存储装置提供高压直流电压，进行蓄电。