[实用新型]一种复合能量采集电路

说明书

本实用新型公开了一种复合能量采集电路，特点是包括温差发电片、压电片、正负峰值检测模块、零电位切换模块、第一电感、第一二极管、第一储能电容、第二储能电容和负载；优点是通过将第一电感与压电片内的寄生电容及第一储能电容串联，产生LC振荡，将压电片内的寄生电容上和第一储能电容上积累的电荷转移到第一电感上，当第一电感上的电流达到最大值的瞬间，通过正负峰值检测模块立即断开第一PNP管或第二PNP管，然后将存储在第一电感上的能量通过第一二极管全部流向负载和第二储能电容，整体电路是完全自启动、自供电的，能够持续对所处环境中的温差热电能和压电振动能进行采集，从而提高了整体电路的能量采集效率，且降低了使用成本。

技术领域

本实用新型涉及一种能量采集电路，尤其是一种复合能量采集电路。

背景技术

压电式振动能量采集是一种利用压电材料的压电效应，对环境中的振动能进行采集的方法，由于压电片的输出电压是交流信号，而一般的电子设备是由直流电源供电的，因此，在压电片和电子设备之间需要一个接口电路，通过接口电路实现交流电压到直流电压的转变，而且这种接口电路的转换效率越高越好，最先提出来的接口电路是标准能量俘获电路，由一个二极管桥式整流电路和一个滤波电容构成，这种结构的优点是电路简单，稳定可靠，但是，由于存在二极管的阈值电压损失，使得电路的采集效率低下，而且这个结构的采集效率容易受负载的大小影响。

温差发电片可利用环境中的温差进行能量采集，但是通常环境中的温差较小，温差发电片的开路电压很低，发电片与负载之间的能量采集电路的效率等因素，增加了温差能利用的难度；目前温差热电能采集电路主要分为电容式电荷泵电路和电感式boost升压电路，电荷泵电路虽然可以提升温差发电片的电压，但是电荷泵结构驱动能力很弱，低压电荷泵电路更是效率低下；电感式boost升压电路虽然效率高，且驱动负载的能力强，但是一般温差发电片的开路电压低于开关管的阈值电压，这就导致了电感式boost升压电路往往需要外部供电电源，当未接通外部供电电源时无法自启动，增加了使用成本。

为了能从环境中获取更多的能量，提高环境能量采集的总功率，有研究人员提出了多源能量采集的思想，即采集环境中的振动能、热能、微波辐射等多种形式的能量，但是由于不同能源产生的信号完全不同，不同的信号不能直接耦合在一起，所以一般的多源能量采集系统，通常采用比较法，即通过比较两种能量密度的大小选择采集其中能量较强的一种能量，因此会导致另一种能量无法被采集，影响整体采集效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够同时采集压电式振动能和温差热电能的复合能量采集电路，能量采集效率较高。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种复合能量采集电路，包括温差发电片、压电片、正负峰值检测模块、零电位切换模块、第一电感、第一二极管、第一储能电容、第二储能电容和负载，所述的正负峰值检测模块包括第一NPN管、第二NPN管、第一PNP管、第二PNP管、第四二极管、第五二极管和第一电容，所述的温差发电片的第1引脚、所述的第一储能电容的一端及所述的第一电感的一端连接，所述的第一电感的另一端、所述的第一二极管的正极、所述的第一PNP管的发射极及所述的第二PNP管的发射极连接，所述的第一二极管的负极、所述的第二储能电容的正极及所述的负载的一端连接，所述的第二PNP管的集电极、所述的第二NPN管的基极、所述的第五二极管的负极、所述的零电位切换模块的第一输入端及所述的压电片的第1引脚连接，所述的第一PNP管的集电极、所述的第一NPN管的基极、所述的第四二极管的负极、所述的零电位切换模块的第二输入端及所述的压电片的第2引脚连接，所述的第一PNP管的基极与所述的第一NPN管的集电极连接，所述的第二PNP管的基极与所述的第二NPN管的集电极连接，所述的第五二极管的正极、所述的第二NPN管的发射极及所述的第一电容的一端连接，所述的第一电容的另一端、所述的第四二极管的正极及所述的第一NPN管的发射极连接，所述的温差发电片的第2引脚、所述的第一储能电容的另一端、所述的第二储能电容的负极、所述的负载的另一端及所述的零电位切换模块的接地端均接地。