[发明专利]一种压电能量收集装置及控制方法

说明书

本发明提供一种压电能量收集装置及控制方法，涉及微能量收集技术领域，包括：压电收集器，整流电路，DC/DC Boost升压电路、采样电路、MPPT控制器、光耦隔离电路、驱动电路、直流负载和蓄电池、PC机；所述压电收集器与整流电路连接；所述整流电路与所述DC/DC Boost升压电路连接；所述直流负载和蓄电池与所述DC/DC Boost升压电路连接；所述采样电路与所述MPPT控制器连接；所述MPPT控制器连接与所述光耦隔离电路、驱动电路连接；所述驱动电路与所述DC/DC Boost升压电路连接；所述PC机与所述MPPT控制器连接，压电能量收集存在的输出电压非线性问题，电路收集效率较低，会造成一定的振动能量损失、能量收集不高效的问题。

技术领域

本发明涉及微能量收集技术领域，具体为一种压电能量收集装置及控制方法。

背景技术

低功耗集成电路技术的不断发展，使得无线传感器和可穿戴设备等得到了广泛的应用。目前无线传感器和可穿戴设备主要采用电池供电，而电池供电存在续航时间短、寿命有限、维护和更换复杂以及成本高等一系列问题，能量收集技术被业界公认为该领域未来，最有潜力的一种电池替代技术，成为近些年国内外研究的热点。

压电式振动能量收集器受外界振动影响产生应力应变时，利用压电材料的正压电效应，压电材料产生极化现象并在表面聚集电荷，通过能量管理电路即可收集、存储该电荷能量，并作为电源供能。

基于振动能的能量收集技术是目前国内外关注的热点，也是解决节点供能较为有效的新技术，目前压电能量收集装置结构较简单，针对压电能量收集存在的输出电压非线性，电路收集效率较低，并且会造成一定的振动能量损失，因此如何高效收集振动能量成了急需解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种压电能量收集装置，解决了上述背景技术中提出的压电能量收集存在的输出电压非线性问题，电路收集效率较低，会造成一定的振动能量损失、能量收集不高效的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种压电能量收集装置，包括：压电收集器1，整流电路2，DC/DCBoost升压电路3、采样电路4、MPPT控制器5、光耦隔离电路6、驱动电路7、直流负载和蓄电池8、PC 机9；

所述压电收集器1与整流电路2连接；

所述整流电路2与所述DC/DC Boost升压电路3连接；

所述直流负载和蓄电池8与所述DC/DC Boost升压电路3连接；

所述采样电路4与所述MPPT控制器5连接；

所述MPPT控制器5连接与所述光耦隔离电路6、驱动电路7连接；

所述驱动电路7与所述DC/DC Boost升压电路3连接；

所述PC机9与所述MPPT控制器5连接。

优选地，所述压电收集器1包括：基座1-1、支撑层1-2、基板1-3、基板末端质量块1-4、加速度传感器1-5、数据采集卡1-6、压电悬臂梁1-7；

所述压电悬臂梁1-7固定安装在基板1-3和支撑层1-2之间，所述基板末端质量块1-4安装在所述压电悬臂梁1-7的非固定端；

所述基座1-1直接或间接的与支撑层1-2、基板1-3、基板末端质量块1-4、加速度传感器1-5以及压电悬臂梁1-7连接，用于固定上述组件；

加速度传感器1-5与数据采集卡1-6连接。