[发明专利]变频式低频振动能量采集管理系统

说明书

变频式低频振动能量采集管理系统，属于能量采集管理电路领域。控制电路(2)的能量输入端与能量采集主电路(1)的能量输出端连接，控制电路(2)的信号输出端与能量采集主电路(1)的信号输入端连接；能量采集器(3)的能量输出端同时控制电路(2)的能量输入端与隔离变压器(8)的能量输入端，隔离变压器(8)的能量输出端串联整流电路(5)后与储能模块相连，隔离变压器(8)的能量输出端还连接有用于为直流负载供电的反激变换电路(10)。本发明使得能量采集器更多电能输出，实现对能量采集器的最大功率跟踪。储能模块能够实现储能，从而驱动负载或者无线传感器网络节点。

技术领域

变频式低频振动能量采集管理系统，属于能量采集管理电路领域。

背景技术

随着传感器、微电子、纳米技术的发展，低功耗微型无线传感器网络已经被广泛应用于各种检测领域，在实际应用过程中，负责信号处理与无线传输的硬件电路与传感器一体化设计构成无线传感器网络节点，节点正常工作时需要电池供电，但是由于网络节点分布广泛，并且大部分节点完全植入被测物体或者人体中，很难接触到外部环境，因此更换电池的难度与成本非常高。为解决此问题，目前采用能量采集器将环境中的振动能量转换为电能，但是由于能量采集器产生电能为交流电信号，且输出能量微弱，因此需要设计与能量采集器匹配的能量采集管理电路来实现对能量采集器输出能量的转换与存储。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够对能量进存储，从而驱动负载或者无线传感器网络节点的变频式低频振动能量采集管理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该变频式低频振动能量采集管理系统，其特征在于：包括能量采集主电路以及控制电路，控制电路的能量输入端与能量采集主电路的能量输出端连接并导通，控制电路的信号输出端与能量采集主电路的信号输入端连接；

所述能量采集主电路包括能量采集器、隔离变压器、整理电路以及储能模块，能量采集器的能量输出端同时控制电路的能量输入端与隔离变压器的能量输入端，且在能量采集器与隔离变压器之间设置有控制开关模块，隔离变压器的能量输出端串联整流电路后与储能模块相连，隔离变压器的能量输出端还连接有用于为直流负载供电的反激变换电路，隔离变压器的能量输出端与反激变换电路的能量输入端之间设置有供电开关模块，控制电路的信号输出端同时与控制开关模块的信号输入端和供电开关模块的信号输入端连接。

优选的，所述的能量采集器包括电压源以及采集电容，电压源的两个电极分别与采集电容的两端连通，电压源的两端同时与隔离变压器的能量输入端和控制电路的能量输入端连接。

优选的，所述的控制开关模块包括信号控制开关，所述的供电开关模块为供电开关。

优选的，所述的控制电路包括开关控制电路以及脉冲输出电路；能量采集器的能量输出端同时连接开关控制电路的能量输入端和脉冲输出电路的能量输入端，脉冲输出电路的信号输出端同时连接开关控制电路的信号输入端和供电开关模块的信号输入端，开关控制电路的信号输出端与控制开关模块的信号输入端连。

优选的，所述的供电开关模块包括供电开关控制器以及供电开关执行器，供电开关控制器的信号输入端与脉冲输出电路的信号输出端连接，供电开关控制器的信号输出端与供电开关执行器的信号输入端相连，供电开关执行器设置在整流电路的能量输出端与反激变换电路能量输入端之间。

优选的，所述的控制电路还包括电容能量检测电路，电容能量检测电路的检测端与储能模块连接，电容能量检测电路的信号输出端与脉冲输出电路的信号输入端连接。

优选的，所述的控制电路还包括AC-DC电路，AC-DC电路的能量输入端与能量采集器的能量输出端连接，AC-DC电路的能量输入端同时与开关控制电路的能量输入端和脉冲输出电路的能量输入端连接。