[发明专利]一种用于触发双稳态能量采集系统的自感知激励电路

说明书

本发明公开了一种用于触发双稳态能量采集系统高能量运动轨道的自感知激励电路，包括自感知电路、自动切断电路和开关放大电路，所述自感知电路和自动切断电路均与开关放大电路相连接，所述自感知电路、自动切断电路和开关放大电路均用于与双稳态能量采集系统相连接；该一种用于触发双稳态能量采集系统高能量运动轨道的自感知激励电路能量消耗极低，不依赖任何辅助设备。

技术领域

本发明属于电路技术领域，具体涉及一种用于触发双稳态能量采集系统的自感知激励电路。

背景技术

近年来，能源需求的增长与能源短缺之间的矛盾日益突出，人们将视野逐步转变到对新能源的寻找。同时，随着科技的发展，无线传感网络、微电子系统以及便携式电子设备等技术日益发展成熟，逐步向着微型化、低功耗方向发展，而这些应用都需要电能供给，传统的方法是采用电池供电或者有线供电。众所周知，电池的使用寿命有限，且更换不方便；而有线供电技术则需要辅线，工程复杂，成本较高，且需要不间断的维修和维护。为克服旧能源的弊端，充分利用新能源技术来实现电能的供给就显得格外有意义。

随着低功耗大规模集成电路(LSIC)技术和先进电源管理技术的发展进步，使得微型传感器和低功耗数字信号处理器(DSP)的功率可以被控制在lmW以下，如此低的功耗使的收集周围环境中的能量为微型传感器或其他电子器件进行供电(即自供能技术)成为可能，利用环境能量采集技术为无线传感网络进行能量供给，已逐渐成为一项目前研究的前沿课题。振动能作为一种广泛存在于自然界中的能量形式，如何有效的采集和利用振动能量成为了研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种能量消耗极低，不依赖任何辅助设备的用于触发双稳态能量采集系统的自感知激励电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于触发双稳态能量采集系统的自感知激励电路，包括自感知电路、自动切断电路和开关放大电路，所述自感知电路和自动切断电路均与开关放大电路相连接，所述自感知电路、自动切断电路和开关放大电路均用于与双稳态能量采集系统相连接。

该自感知电路用于产生开关放大电路所需的开关驱动信号，还用于收集双稳态能量采集系统振动过程中产生的能量；该自动切断电路用于：当双稳态能量采集系统运行在低能量轨道时，该自动切断电路使该自感知激励电路导通并自动激励；当双稳态能量采集系统运行在高能量轨道时，所述自动切断电路使该自感知激励电路断开并停止激励。

进一步地，该自感知电路包括依次相连接的极值电子开关电路、能量存储电路和整流电路，所述极值电子开关电路包括相连接的极大值电子开关和极小值电子开关，所述极大值电子开关的输入端用于与第一压电元件相连接，所述极小值电子开关的输出端与整流电路相连接；

该极大值电子开关包括第一二极管、第一电容、第一三极管和第三三极管，第一二极管的阳极用于通过第一电阻与第一压电元件的一端连接于点a，所述第一二极管的阴极用于通过第一电容与第一压电元件的另一端连接于点b；第一二极管的阴极还与第一三极管的发射极相连接，第一三极管的基极与点a连接，第一三极管的集电极与第三二极管的阳极相连接，第三二极管的阴极与第三三极管的基极相连接，第三三极管的集电极与第五二极管的阴极相连接，第五二极管的阳极与点a连接；第三三极管的发射极与第七二极管的阴极连接于点c；第七二极管的阳极与电感的输入端相连接，与电感的输出端连接于点b；点c和点d间连接有负载电阻。

该极小值电子开关包括第六二极管、第四三极管、第三二极管、第二三极管、第二二极管和第八二极管；第六二极管的阴极与点a连接；第六二极管的阳极与第四三极管的集电极相连接；第四三极管的发射极与第八二极管的阳极相连接于点d，第八二极管的阴极与电感的输入端相连接；第四三极管的基极与第三二极管的阳极相连接，第三二极管的阴极与第二三极管的集电极相连接，第二三极管的基极与点a连接；第二三极管的发射极与第二二极管的阳极连接于点e，第二二极管的阴极与第二电阻的一端相连接，第二电阻的另一端连接于点a；点e与第二电容的输入端相连接，第二电容的输出端与点b连接。