[发明专利]一种道岔连接销振动能量收集电路、模块及系统

权利要求书

1.一种道岔连接销振动能量收集电路，其特征在于，其包括电荷泵、升压控制电路、储能电路和电源管理电路，电荷泵连接升压控制电路，升压控制电路连接储能电路，升压控制电路连接电源管理电路，电源管理电路连接电荷泵，所述升压控制电路包括第一到第五的N型金氧半场效晶体管、第一 P型金氧半场效晶体管,第五到第十的二极管、第二功率电感、第二运放,第一反相器，第一缓冲器,第一电容和第二电容；

第一N型金氧半场效晶体管连接第一控制器、第五二极管、第八二极管、第三N型金氧半场效晶体管、第七二极管、第二N型金氧半场效晶体管、第一功率电感和第二功率电感；

第一P型金氧半场效晶体管连接第一控制器、第五二极管、第二功率电感；

第二N型金氧半场效晶体管连接第二控制器、第七二极管、第一N型金氧半场效晶体管、第三N型金氧半场效晶体管、第二运放的输入端和第八电阻；第二运放的输出端连接反相器和第一缓冲器；

第三N型金氧半场效晶体管连接第一缓冲器、第二N型金氧半场效晶体管、第一N型金氧半场效晶体管、第八二极管、第九二极管、第一电容、第二电容和第四N型金氧半场效晶体管；

第四N型金氧半场效晶体管连接反相器、第五N型金氧半场效晶体管、第八二极管、第九二极管、第三N型金氧半场效晶体管和第十二极管；

第五N型金氧半场效晶体管连接反相器、第四N型金氧半场效晶体管、第九二极管、第十二极管、第二运放的输入端和备用电池，通过对第二到第五的N型金氧半场效晶体管的开关对整个电路工作模式进行切换，在未接入备用电池时：第二N型金氧半场效晶体管和第三N型金氧半场效晶体管关断时，整个电路工作在异步升压模式；第二N型金氧半场效晶体管和第三N型金氧半场效晶体管打开时，整个电路工作在同步升压模式；

当接入备用电池时：第四N型金氧半场效晶体管和第五N型金氧半场效晶体管打开且第二N型金氧半场效晶体管和第三N型金氧半场效晶体管关断时，整个电路工作在异步升压模式；第四N型金氧半场效晶体管、第五N型金氧半场效晶体管和第二N型金氧半场效晶体管打开且第三N型金氧半场效晶体管关断时，整个电路工作在同步升压模式。

2.根据权利要求1所述的一种道岔连接销振动能量收集电路，其特征在于，电源管理电路还连接过压保护电路，过压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，第一电阻串联第四电阻、第二电阻串联第五电阻、第三电阻串联第六电阻后再进行并联，第一运放的正极连接在第三电阻与第六电阻之间，第一运放的负极连接在第二电阻与第五电阻之间，第四运放的正极连接在第一电阻与第四电阻之间。

3.根据权利要求2所述的一种道岔连接销振动能量收集电路，其特征在于，第一电阻和第四电阻的阻值之和需大于等于10兆欧；第二电阻和第五电阻的阻值之和需大于等于10兆欧；第三电阻和第六电阻的阻值之和需大于等于10兆欧。

4.根据权利要求2或3所述的一种道岔连接销振动能量收集电路，其特征在于，过压保护电路在输入电压大于3.6 V时切断电路。

5.根据权利要求1所述的一种道岔连接销振动能量收集电路，其特征在于，所述电源管理电路包括第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器，第一控制器连接升压控制模块，第一控制器进行开关控制，控制第一N型金氧半场效晶体管的导通和关断以及第一P型金氧半场效晶体管的导通和关断；第二控制器连接第四电容与电荷泵，第二控制器进行最大功率点追踪控制，确保在轨道振动能量变化时系统均有最大的功率输出；第三控制器连接储能电路，第三控制器进行储能开关控制；第四控制器连接升压控制电路与过压保护电路，第四控制器进行储能终端电压控制，根据所采用的储能器件的不同电压级别，控制储能终端电压。