[发明专利]一种谐振式压电发电系统及其谐振电感优化方法

权利要求书

1.一种谐振式压电发电系统，其特征在于：包括依次串联电连接的压电发电机(1)、谐振电感L(2)、桥式整流电路(3)、自供电开关电路(4)以及电荷提取电路(5)，其中，

压电发电机(1)，等效为一个电流源i_eq(t)(11)及其寄生电容C_p(12)的并联电路，用于将振动能转化为电能；

谐振电感L(2)，位于所述压电发电机(1)与桥式整流电路(3)之间，用于与所述压电发电机(1)配合产生电谐振；

桥式整流电路(3)，位于所述谐振电感L(2)与自供电开关电路(4)之间，用于将所述压电发电机(1)产生的交流电转化为直流电；

自供电开关电路(4)，位于所述桥式整流电路(3)与电荷提取电路(5)之间，在无需外部控制信号的情况下实现闭合或断开动作；

电荷提取电路(5)，用于拾取所述压电发电机(1)产生的电能并为负载R_L供电。

2.根据权利要求1所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于，所述桥式整流电路(3)包括至少四个彼此桥式电连接的二极管D₁、D₂、D₃、D₄(31)以及输入端口一(32)、输入端口二(33)；

所述输入端口一(32)和输入端口二(33)分别外接所述压电发电机(1)的输出端，所述输入端口一(32)和输入端口二(33)处的输入电压等于所述压电发电机(1)两端的电压。

3.根据权利要求1所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于：所述自供电开关电路(4)包括二极管D₅(41)、电容C₁(42)、三极管T₁(43)以及三极管T₂(44)；

所述二极管D₅(41)的负极分别与三极管T₁(43)的发射极、电容C₁(42)的一端相连接，所述二极管D₅(41)的正极分别与三极管T₁(43)的基极、三极管T₂(44)的集电极相连接，所述三极管T₂(44)的基极与三极管T₁(43)的集电极相连接。

4.根据权利要求1所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于，所述电荷提取电路(5)包括电感L₁(51)、二极管D₆(52)、电容C₂(53)以及负载R_L(54)；

所述电感L₁(51)一端与所述三极管T₂(44)的发射极相连接、另一端分别与所述电容C₁(42)另一端、二极管D₆(52)的正极相连接，所述二极管D₆(52)的负极连接电容C₂(53)和负载R_L(54)，所述电容C₂(53)和负载R_L(54)相互并联且另一端均连接到三极管T₂(44)的发射极。

5.根据权利要求2所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于：所述二极管D₁、D₂、D₃、D₄(31)为导通压降小于0.7伏的肖特基二极管。

6.根据权利要求2所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于：所述压电发电机(1)每半个工作周期内，所述自供电开关电路(4)始终处于断开状态。

7.根据权利要求6所述的一种谐振式压电发电系统，其特征在于：所述压电发电机(1)由压电材料和弹性基体组成。