为了提高压电振动能量采集器的转换输出效率,提出了一种新型自供电的去整流桥同步电感开关(Self-Powered and Rectifier-Free Synchronized Switching and Discharging to a storage Capacitor through an Inductor,RF-SSDCI)功率提取...为了提高压电振动能量采集器的转换输出效率,提出了一种新型自供电的去整流桥同步电感开关(Self-Powered and Rectifier-Free Synchronized Switching and Discharging to a storage Capacitor through an Inductor,RF-SSDCI)功率提取接口电路。电路由电容与三极管组成的自供电开关模块和由电感电容串联组成的功率提取模块组成。由于省去了传统的二极管整流桥结构,电路更有利于小型化与集成化。另外,电感电容串联组成的功率提取模块保证电感为储能电容充能时无需开关控制,降低了开关导通时间对电路功率提取的影响,从而减少了功率损耗。利用电路分析理论详细阐述了电路的工作原理和提取输出功率,仿真和实验结果验证了RF-SSDCI电路的有效性。RF-SSDCI的最大提取功率达到63.6μW,比SEH(Standard Energy Harvesting)电路和SP-OSCE(Self-Powered Optimized Synchronous Charge Extraction Circuit)电路提高近109.2%和135.5%。展开更多
串联同步开关电感(Series Synchronous Switch Harvesting on Inductor,S-SSHI)电路输出功率高整流电压范围窄,而同步电荷提取(Synchronous Electric Charge Extraction,SECE)电路则输出功率低整流电压范围宽。提出了一种基于S-SSHI和S...串联同步开关电感(Series Synchronous Switch Harvesting on Inductor,S-SSHI)电路输出功率高整流电压范围窄,而同步电荷提取(Synchronous Electric Charge Extraction,SECE)电路则输出功率低整流电压范围宽。提出了一种基于S-SSHI和SECE混合的压电阵列能量俘获接口电路,以实现整流器峰值输出功率和最佳整流电压范围之间的平衡。所提出的电路去除了整流桥结构,而采用简单的无源峰值检测器设计,且可以在任意相位差(0~2π)下从多个压电换能器中提取能量。仿真和实验结果表明,所提出的电路具有较高的输出功率和较宽的整流电压范围,与多输入全桥整流器相比,最大输出功率提升了3.04倍。展开更多
为了提供更加稳定可靠的能量,针对异质能的混合能量俘获问题,提出了一种基于同步电荷提取和翻转的可扩展异质能量俘获(Extensible Synchronous Charge Extraction and Inversion for Heterogeneous Energy Harvesting,EH-SCEI)电路。所...为了提供更加稳定可靠的能量,针对异质能的混合能量俘获问题,提出了一种基于同步电荷提取和翻转的可扩展异质能量俘获(Extensible Synchronous Charge Extraction and Inversion for Heterogeneous Energy Harvesting,EH-SCEI)电路。所提出的EH-SCEI电路,利用无源的峰值检测电路和RC微分电路在压电电压峰值时实现异质能源同步提取,并提出将部分电荷提取到储能端而另一部分电荷进行翻转以提高俘能效率的方法。仿真和实验结果均表明,所提出的电路可以对多个具有任意相位差的压电换能器进行能量采集并可根据实际的应用场景进行扩展;与现有电路相比,在输入输出范围、负载相关性、俘获效率等性能上,均有较大改善。展开更多
文摘为了提高压电振动能量采集器的转换输出效率,提出了一种新型自供电的去整流桥同步电感开关(Self-Powered and Rectifier-Free Synchronized Switching and Discharging to a storage Capacitor through an Inductor,RF-SSDCI)功率提取接口电路。电路由电容与三极管组成的自供电开关模块和由电感电容串联组成的功率提取模块组成。由于省去了传统的二极管整流桥结构,电路更有利于小型化与集成化。另外,电感电容串联组成的功率提取模块保证电感为储能电容充能时无需开关控制,降低了开关导通时间对电路功率提取的影响,从而减少了功率损耗。利用电路分析理论详细阐述了电路的工作原理和提取输出功率,仿真和实验结果验证了RF-SSDCI电路的有效性。RF-SSDCI的最大提取功率达到63.6μW,比SEH(Standard Energy Harvesting)电路和SP-OSCE(Self-Powered Optimized Synchronous Charge Extraction Circuit)电路提高近109.2%和135.5%。
文摘串联同步开关电感(Series Synchronous Switch Harvesting on Inductor,S-SSHI)电路输出功率高整流电压范围窄,而同步电荷提取(Synchronous Electric Charge Extraction,SECE)电路则输出功率低整流电压范围宽。提出了一种基于S-SSHI和SECE混合的压电阵列能量俘获接口电路,以实现整流器峰值输出功率和最佳整流电压范围之间的平衡。所提出的电路去除了整流桥结构,而采用简单的无源峰值检测器设计,且可以在任意相位差(0~2π)下从多个压电换能器中提取能量。仿真和实验结果表明,所提出的电路具有较高的输出功率和较宽的整流电压范围,与多输入全桥整流器相比,最大输出功率提升了3.04倍。
文摘为了提供更加稳定可靠的能量,针对异质能的混合能量俘获问题,提出了一种基于同步电荷提取和翻转的可扩展异质能量俘获(Extensible Synchronous Charge Extraction and Inversion for Heterogeneous Energy Harvesting,EH-SCEI)电路。所提出的EH-SCEI电路,利用无源的峰值检测电路和RC微分电路在压电电压峰值时实现异质能源同步提取,并提出将部分电荷提取到储能端而另一部分电荷进行翻转以提高俘能效率的方法。仿真和实验结果均表明,所提出的电路可以对多个具有任意相位差的压电换能器进行能量采集并可根据实际的应用场景进行扩展;与现有电路相比,在输入输出范围、负载相关性、俘获效率等性能上,均有较大改善。
