[发明专利]基于电容储能的电磁感应式磁能收集器及功率提升方法

权利要求书

1.一种基于电容储能的电磁感应式磁能收集器，其特征在于，其包括，

含磁芯线圈，其包括，

主取能线圈，其套设于主回路之中以收集磁场能量，

检测线圈，其套设于主回路之中以生成检测一次侧电流过零点的正弦信号；主回路模块，其包括，

开关组S1，其包括多个MOSFET开关，

开关组S2，其包括多个MOSFET开关，开关组S2与开关组S1交替通断，

第一整流桥，其连接所述开关组S2与开关组S1，

负载；

检测模块，其检测一次侧电流过零点，其包括，

比较电路，其连接所述检测线圈以比较所述正弦信号并转化为过零方波信号；

控制模块，其连接所述比较电路，基于所述过零方波信号确定一次侧电流过零点，并根据预定延迟时间大小确定互补控制信号g₀和互补控制信号g₁的相位和占空比，

隔离模块，其连接所述控制模块，其包括四路光耦，四路光耦分为将互补控制信号g₀进行隔离和放大的一组和将互补控制信号g₁进行隔离和放大的另一组，四路光耦生成四路驱动信号G₀₀、G₀₁、G₁₀和G₁₁传送至对应MOSFET的栅极和源极两端以交替通断开关组S2与开关组S1，储能电容C_es串联在磁能收集器的主回路模块前端，在每个一次侧电流的半周期内，开关组S2与开关组S1交替通断来控制电容和所述负载接入电路的时间，在每个一次侧电流的半周期内，利用两组开关S1和S2的交替通断来控制电容和负载接入电路的时间，当开关组S1导通、S2断开时，电容和负载从电路中断开，开关组S1将主取能线圈短路，主取能线圈流过短路电流i_s(t)以阻止磁芯内部磁通累积；当开关组S1断开、S2导通时，电容和负载串联接入电路，磁芯未饱和时，主取能线圈对负载提供能量的同时向电容充电，在磁芯进入饱和状态后，电容将通过开关组S2导通构成的回路进行放电，在一次侧电流过零点后预定延迟时间t_d的时间段内，控制开关组S1导通，S2断开，定预定延迟时间t_d时刻后控制开关组S1断开，S2导通，直至下一个电流过零点时再次交替。

2.根据权利要求1所述的基于电容储能的电磁感应式磁能收集器，其特征在于，还包括连接检测模块和隔离模块的电源模块。

3.根据权利要求1所述的基于电容储能的电磁感应式磁能收集器，其特征在于，电源模块包括DC-DC调压模块与五路隔离芯片，其中，四路隔离芯片为隔离模块供电，另一路隔离芯片为检测模块供电。

4.根据权利要求1所述的基于电容储能的电磁感应式磁能收集器，其特征在于，检测模块还包括第二整流桥。

5.根据权利要求1所述的基于电容储能的电磁感应式磁能收集器，其特征在于，检测模块中，被比较信号为恒定低电平直流信号，当正弦信号小于直流信号时比较电路输出低电平，正弦信号大于直流信号时比较电路输出高电平。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的基于电容储能的电磁感应式磁能收集器的功率提升方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步骤，检测线圈套设于主回路之中以感应生成正弦信号并发送检测模块，正弦信号经第一整流桥和比较电路转化为过零方波信号并传送到控制模块；

第二步骤，控制模块基于所述过零方波信号确定一次侧电流过零点后，根据预定延迟时间确定互补控制信号g₀和互补控制信号g₁的占空比和相位并传送至隔离模块；

第三步骤，隔离模块隔离和放大所述互补控制信号g₀和互补控制信号g₁且产生四路信号G₀₀、G₀₁、G₁₀和G₁₁分别加至对应MOSFET的栅极和源极两端作为MOSFET驱动信号，控制主回路模块中交替通断开关组S2与开关组S1，第四步骤，预定时间后返回第二步骤，重新确定一次侧电流过零点以校正互补控制信号g₀和互补控制信号g₁的占空比和相位。