專利名稱：一種壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)及其供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種壓電發(fā)電超低功耗供電技術(shù)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種壓電 發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)及其供電方法，利用壓電陶瓷與彈性體連接構(gòu)成的復(fù)合壓電振子將機(jī) 械能轉(zhuǎn)換為電能，由超低功耗元件構(gòu)建的整流電路、DC-DC電路、能量存儲(chǔ)電路，來實(shí)現(xiàn)電力 供應(yīng)的電源系統(tǒng)及供電方法。
背景技術(shù)：
目前，在許多設(shè)備中，一般使用電池作為電源，這給人們的生活帶來了許多便利， 但同時(shí)也存在一些問題。首先，傳統(tǒng)的電池體積大，使用壽命短；其次，當(dāng)電池電量不足時(shí)， 更換電池讓許多系統(tǒng)臨時(shí)斷電。而且，電池含有重金屬，若廢舊電池處理不當(dāng)會(huì)引起嚴(yán)重的 環(huán)境污染。車輛行駛、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)、人的行走等有大量的振動(dòng)能量沒有在系統(tǒng)加以利用，造成 資源的浪費(fèi)。在現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，一般還存在系統(tǒng)的功耗都較大、電力供應(yīng)不 穩(wěn)定等問題。因此，收集振動(dòng)能量并將其高效轉(zhuǎn)換為電能，應(yīng)用超低功耗技術(shù)，并進(jìn)而替換 現(xiàn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等普遍使用的普通電池，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗自供電，是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電 能，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)、能量存儲(chǔ)、超低功耗轉(zhuǎn)換，使得電力供應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定 的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)的供電方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，包括壓電轉(zhuǎn)換裝置、整流電路、DC-DC電路、能量存 儲(chǔ)電路、控制器和應(yīng)用電路，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與整流電路的輸入端連接，所述整 流電路的輸出端與DC-DC電路的輸入端連接，所述DC-DC電路的輸出端與能量存儲(chǔ)電路的 輸入端連接，所述能量存儲(chǔ)電路的輸出端與應(yīng)用電路連接；所述控制器設(shè)有第一輸入端、第 二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，其第一輸入端和第二輸入端分別連接整流電路的輸 出端、能量存儲(chǔ)電路的輸出端，其第一輸出端、第二輸出端分別連接DC-DC電路的輸入端和 應(yīng)用電路。所述壓電轉(zhuǎn)換裝置為壓電陶瓷與彈性體連接構(gòu)成的復(fù)合壓電振子，所述復(fù)合壓電 振子為矩形、圓形或鈸蓋形結(jié)構(gòu)，復(fù)合壓電振子上設(shè)有兩極輸出線，兩極輸出線與整流電路 的輸入端連接。所述整流電路包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流器、穩(wěn)壓二極管、濾波電容和初 級(jí)存儲(chǔ)電容，所述橋式整流器、穩(wěn)壓二極管、濾波電容和初級(jí)存儲(chǔ)電容依次并聯(lián)連接；所述 橋式整流器上設(shè)有兩極輸入線，橋式整流器的兩極輸入線與壓電轉(zhuǎn)換裝置的兩極輸出線連 接；所述初級(jí)存儲(chǔ)電容的兩端分別與DC-DC電路的輸入端連接，且與控制器的第一輸入端 連接。
所述濾波電容和初級(jí)存儲(chǔ)電容均為電解電容，所述濾波電容的電容量小于初級(jí)存 儲(chǔ)電容的電容量；控制器的第一輸入端與初級(jí)存儲(chǔ)電容的兩端之間還分別連接有電阻。所述DC-DC電路包括集成芯片、續(xù)流二極管和輸出濾波器；所述集成芯片包括第 一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其第一輸入端和第二輸入端分別連接整流電 路的輸出端，其第三輸入端連接控制器的第一輸出端；所述續(xù)流二極管的兩端分別與集成 芯片的輸出端和第二輸入端連接；且續(xù)流二極管的兩端同時(shí)連接輸出濾波器的輸入端；所 述輸出濾波器的輸出端與能量存儲(chǔ)電路的輸入端連接。所述輸出濾波器由電感與電容串聯(lián)構(gòu)成，所述續(xù)流二極管一端連接電感，另一端 連接電容；電容的兩端為輸出濾波器的輸出端，且均連接能量存儲(chǔ)電路的輸入端。所述能量存儲(chǔ)電路包括能量存儲(chǔ)介質(zhì)、電壓調(diào)節(jié)器和電阻分壓器，所述能量存儲(chǔ) 介質(zhì)的兩端與DC-DC電路的輸出端連接，并與控制器的第二輸入端連接；所述電壓調(diào)節(jié)器 的輸入端與能量存儲(chǔ)介質(zhì)的正極連接，其輸出端分別與控制器的第二輸出端和應(yīng)用電路連 接；電阻分壓器與電壓調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接。所述電阻分壓器由兩個(gè)串聯(lián)的電阻構(gòu)成，其中一個(gè)電阻并聯(lián)接在電壓調(diào)節(jié)器的輸 入端上，另一個(gè)電阻的其中一端接在電壓調(diào)節(jié)器的輸入端上，另一端接地。所述能量存儲(chǔ)介質(zhì)為可充電電池，或?yàn)榭沙潆婋姵嘏c電容構(gòu)成的并聯(lián)電路，且可 充電電池與電之間還連接一個(gè)壓降為0. 3V的二極管，以防止電流倒流；可充電電池的兩端 與控制器的第二輸入端之間還連接有電阻。上述系統(tǒng)的供電方法，具體包括如下步驟(1)壓電轉(zhuǎn)換裝置輸入激勵(lì)，通過壓電效應(yīng)產(chǎn)生交流電壓，交流電壓經(jīng)兩極輸出線 傳遞給整流電路；(2)整流電路中，橋式整流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，穩(wěn)壓二極管將轉(zhuǎn)換而來 的直流電壓穩(wěn)定在一定值，通過濾波電容進(jìn)行濾波，并存儲(chǔ)在初級(jí)存儲(chǔ)電容中；(3)控制器對(duì)初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓達(dá)到4. 5V以 上，控制器輸出控制信號(hào)至DC-DC電路，開啟DC-DC電路，并輸出持續(xù)穩(wěn)定直流電壓，將該電 能輸入到能量存儲(chǔ)電路中，并由能量存儲(chǔ)電路經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，供電給控制器和應(yīng)用 電路使用；若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓低至3V時(shí)，控制器由第一輸出端發(fā)送控制信號(hào)至DC-DC 電路，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；(4)控制器對(duì)能量存儲(chǔ)電路的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若能量存儲(chǔ)電路中的電壓低于3v， 則控制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；若能量存儲(chǔ) 電路中的電壓高于4. 5v，則控制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，由能量存儲(chǔ) 電路給應(yīng)用電路供電使用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明的系統(tǒng)利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，通過壓電發(fā)電裝 置，回收振動(dòng)能量為微功率電子設(shè)備供電，具有發(fā)電效率高、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)超低功耗的供電，即通過控制器對(duì)能量存儲(chǔ)電路的電壓進(jìn) 行監(jiān)控，當(dāng)能量存儲(chǔ)電路有足夠的電能時(shí)，控制器和應(yīng)用電路開啟，由能量存儲(chǔ)電路給應(yīng)用 電路供電；而當(dāng)能量存儲(chǔ)電路能量不足時(shí)，關(guān)閉DC-DC電路、控制器和應(yīng)用電路，應(yīng)用電路 由控制器供電，使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，以降低系統(tǒng)功耗。
3、本發(fā)明的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的自供電，即通過電壓調(diào)節(jié)器將能量存儲(chǔ)介質(zhì)的 輸出電壓調(diào)節(jié)為3v，為整個(gè)系統(tǒng)供電。當(dāng)能量存儲(chǔ)電路的電量低時(shí)，調(diào)整系統(tǒng)工作方法(如 系統(tǒng)開啟頻率等)，進(jìn)入低功耗模式(即由控制器給應(yīng)用電路供電)，可保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定 工作。4、本發(fā)明的系統(tǒng)所有電器元件如電壓調(diào)節(jié)器、控制器、DC-DC電路中的集成芯片等 均采用超低功耗型的，以降低系統(tǒng)功耗。5、本發(fā)明的方法將振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為電能收集起來，整個(gè)系統(tǒng)不需外接電源可實(shí) 現(xiàn)自供電，具有功耗低、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2所示DC-DC電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖2所示控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖2所示能量存儲(chǔ)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。實(shí)施例圖1 6示出了本實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本壓電發(fā)電低功耗電源系 統(tǒng)，包括壓電轉(zhuǎn)換裝置、整流電路、DC-DC電路、能量存儲(chǔ)電路、控制器和應(yīng)用電路，如圖2 6所示，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與整流電路的輸入端1、2連接，所述整流電路的輸出端 3、4與DC-DC電路的輸入端5、6連接，所述DC-DC電路的輸出端7、8與能量存儲(chǔ)電路的輸 入端15、16連接，所述能量存儲(chǔ)電路的輸出端17與應(yīng)用電路連接；如圖5所示，所述控制器 設(shè)有第一輸入端9、10、第二輸入端11、第一輸出端12和第二輸出端13，其第一輸入端9、10 和第二輸入端11分別連接整流電路的輸出端3、4、能量存儲(chǔ)電路的輸出端17，其第一輸出 端12、第二輸出端13分別連接DC-DC電路的輸入端5、6和應(yīng)用電路。所述壓電轉(zhuǎn)換裝置為壓電陶瓷與彈性體連接構(gòu)成的復(fù)合壓電振子，所述復(fù)合壓電 振子為矩形、圓形或鈸蓋形結(jié)構(gòu)，復(fù)合壓電振子上設(shè)有兩極輸出線，兩極輸出線與整流電路 的輸入端1、2連接。如圖3所示，所述整流電路包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流器、穩(wěn)壓二極管D1、 濾波電容Cl和初級(jí)存儲(chǔ)電容C2，所述橋式整流器、穩(wěn)壓二極管Dl、濾波電容Cl和初級(jí)存儲(chǔ) 電容C2依次并聯(lián)連接；所述橋式整流器上設(shè)有兩極輸入線1、2，橋式整流器的兩極輸入線 1、2與壓電轉(zhuǎn)換裝置的兩極輸出線連接；所述初級(jí)存儲(chǔ)電容C2的兩端3、4分別與DC-DC電 路的輸入端5、6連接，且與控制器的第一輸入端9、10連接。所述濾波電容Cl和初級(jí)存儲(chǔ)電容C2均為電解電容，所述濾波電容Cl的電容量小于初級(jí)存儲(chǔ)電容C2的電容量；控制器的第一輸入端9、10與初級(jí)存儲(chǔ)電容C2的兩端3、4之間還分別連接有電阻R5、R6。 如圖4所示，所述DC-DC電路包括集成芯片、續(xù)流二極管D2和輸出濾波器；所述集 成芯片包括第一輸入端5、第二輸入端6、第三輸入端18和輸出端，其第一輸入端5和第二 輸入端6分別連接整流電路的輸出端3、4，其第三輸入端18連接控制器的第一輸出端12 ； 所述續(xù)流二極管D2的兩端分別與集成芯片的輸出端和第二輸入端6連接；且續(xù)流二極管 D2的兩端同時(shí)連接輸出濾波器的輸入端；所述輸出濾波器的輸出端7、8與能量存儲(chǔ)電路的 輸入端15、16連接。所述輸出濾波器由電感L2與電容C3串聯(lián)構(gòu)成，所述續(xù)流二極管D2 —端連接電感 L2，另一端連接電容C3;電容C3的兩端為輸出濾波器的輸出端7、8，且均連接能量存儲(chǔ)電路 的輸入端15、16。如圖6所示，所述能量存儲(chǔ)電路包括能量存儲(chǔ)介質(zhì)、電壓調(diào)節(jié)器和電阻分壓器，所 述能量存儲(chǔ)介質(zhì)的兩端15、16與DC-DC電路的輸出端7、8連接，并與控制器的第二輸入端 11連接；所述電壓調(diào)節(jié)器的輸入端與能量存儲(chǔ)介質(zhì)的正極連接，其輸出端17分別與控制器 的第二輸出端13和應(yīng)用電路連接；電阻分壓器與電壓調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接。電阻分壓器由兩個(gè)串聯(lián)的電阻構(gòu)成，其中一個(gè)電阻R2并聯(lián)接在電壓調(diào)節(jié)器的輸 入端上，另一個(gè)電阻Rl的其中一端接在電壓調(diào)節(jié)器的輸入端上，另一端接地。所述能量存儲(chǔ)介質(zhì)為可充電電池與電容C4構(gòu)成的并聯(lián)電路，且可充電電池與電 容C4之間還連接一個(gè)壓降為0. 3V的二極管D3，以防止電流倒流；可充電電池的兩端與控 制器的第二輸入端11之間還連接有電阻R3、R4。上述系統(tǒng)的供電方法，具體包括如下步驟(1)壓電轉(zhuǎn)換裝置輸入激勵(lì)，通過壓電效應(yīng)產(chǎn)生交流電壓，交流電壓經(jīng)兩極輸出線 傳遞給整流電路；(2)整流電路中，橋式整流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，穩(wěn)壓二極管將轉(zhuǎn)換而來 的直流電壓穩(wěn)定在一定值，通過濾波電容進(jìn)行濾波，并存儲(chǔ)在初級(jí)存儲(chǔ)電容中；(3)控制器對(duì)初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓達(dá)到4. 5V以 上，控制器輸出控制信號(hào)至DC-DC電路，開啟DC-DC電路，并輸出持續(xù)穩(wěn)定直流電壓，將該電 能輸入到能量存儲(chǔ)電路中，并由能量存儲(chǔ)電路經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，供電給控制器和應(yīng)用 電路使用；若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓低至3V時(shí)，控制器由第一輸出端發(fā)送控制信號(hào)至DC-DC 電路，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；(4)控制器對(duì)能量存儲(chǔ)電路的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若能量存儲(chǔ)電路中的電壓低于3v， 則控制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；若能量存儲(chǔ) 電路中的電壓高于4. 5v，則控制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，由能量存儲(chǔ) 電路給應(yīng)用電路供電使用。實(shí)施例2本實(shí)施例除下述特征外其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1 所述能量存儲(chǔ)介質(zhì)僅為可充電電 池。上述各實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例 的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡 化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于包括壓電轉(zhuǎn)換裝置、整流電路、DC-DC電路、能量存儲(chǔ)電路、控制器和應(yīng)用電路，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與整流電路的輸入端連接，所述整流電路的輸出端與DC-DC電路的輸入端連接，所述DC-DC電路的輸出端與能量存儲(chǔ)電路的輸入端連接，所述能量存儲(chǔ)電路的輸出端與應(yīng)用電路連接；所述控制器設(shè)有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，其第一輸入端和第二輸入端分別連接整流電路的輸出端、能量存儲(chǔ)電路的輸出端，其第一輸出端、第二輸出端分別連接DC-DC電路的輸入端和應(yīng)用電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述壓電轉(zhuǎn)換裝置 為壓電陶瓷與彈性體連接構(gòu)成的復(fù)合壓電振子，所述復(fù)合壓電振子為矩形、圓形或鈸蓋形 結(jié)構(gòu)，復(fù)合壓電振子上設(shè)有兩極輸出線，兩極輸出線與整流電路的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述整流電路包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流器、穩(wěn)壓二極管、濾波電容和初級(jí)存 儲(chǔ)電 容，所述橋式整流器、穩(wěn)壓二極管、濾波電容和初級(jí)存儲(chǔ)電容依次并聯(lián)連接；所述橋式 整流器上設(shè)有兩極輸入線，橋式整流器的兩極輸入線與壓電轉(zhuǎn)換裝置的兩極輸出線連接； 所述初級(jí)存儲(chǔ)電容的兩端分別與DC-DC電路的輸入端連接，且與控制器的第一輸入端連 接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述濾波電容和初 級(jí)存儲(chǔ)電容均為電解電容，所述濾波電容的電容量小于初級(jí)存儲(chǔ)電容的電容量；控制器的 第一輸入端與初級(jí)存儲(chǔ)電容的兩端之間還分別連接有電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述DC-DC電路包 括集成芯片、續(xù)流二極管和輸出濾波器；所述集成芯片包括第一輸入端、第二輸入端、第三 輸入端和輸出端，其第一輸入端和第二輸入端分別連接整流電路的輸出端，其第三輸入端 連接控制器的第一輸出端；所述續(xù)流二極管的兩端分別與集成芯片的輸出端和第二輸入端 連接；且續(xù)流二極管的兩端同時(shí)連接輸出濾波器的輸入端；所述輸出濾波器的輸出端與能 量存儲(chǔ)電路的輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述輸出濾波器由 電感與電容串聯(lián)構(gòu)成，所述續(xù)流二極管一端連接電感，另一端連接電容；電容的兩端為輸出 濾波器的輸出端，且均連接能量存儲(chǔ)電路的輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述能量存儲(chǔ)電路 包括能量存儲(chǔ)介質(zhì)、電壓調(diào)節(jié)器和電阻分壓器，所述能量存儲(chǔ)介質(zhì)的兩端與DC-DC電路的 輸出端連接，并與控制器的第二輸入端連接；所述電壓調(diào)節(jié)器的輸入端與能量存儲(chǔ)介質(zhì)的 正極連接，其輸出端分別與控制器的第二輸出端和應(yīng)用電路連接；電阻分壓器與電壓調(diào)節(jié) 器并聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述電阻分壓器由 兩個(gè)串聯(lián)的電阻構(gòu)成，其中一個(gè)電阻并聯(lián)接在電壓調(diào)節(jié)器的輸入端上，另一個(gè)電阻的其中 一端接在電壓調(diào)節(jié)器的輸入端上，另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，其特征在于所述能量存儲(chǔ)介質(zhì) 為可充電電池，或?yàn)榭沙潆婋姵嘏c電容構(gòu)成的并聯(lián)電路，且可充電電池與電之間還連接一 個(gè)壓降為0. 3V的二極管，以防止電流倒流；可充電電池的兩端與控制器的第二輸入端之間還連接有電阻。
10.權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述系統(tǒng)的供電方法，其特征在于具體包括如下步驟(1)壓電轉(zhuǎn)換裝置輸入激勵(lì)，通過壓電效應(yīng)產(chǎn)生交流電壓，交流電壓經(jīng)兩極輸出線傳遞 給整流電路； (2)整流電路中，橋式整流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，穩(wěn)壓二極管將轉(zhuǎn)換而來的直 流電壓穩(wěn)定在一定值，通過濾波電容進(jìn)行濾波，并存儲(chǔ)在初級(jí)存儲(chǔ)電容中；(3)控制器對(duì)初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓達(dá)到4.5V以上， 控制器輸出控制信號(hào)至DC-DC電路，開啟DC-DC電路，并輸出持續(xù)穩(wěn)定直流電壓，將該電能 輸入到能量存儲(chǔ)電路中，并由能量存儲(chǔ)電路經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，供電給控制器和應(yīng)用電 路使用；若初級(jí)存儲(chǔ)電容的電壓低至3V時(shí)，控制器由第一輸出端發(fā)送控制信號(hào)至DC-DC電 路，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；(4)控制器對(duì)能量存儲(chǔ)電路的電壓進(jìn)行監(jiān)控，若能量存儲(chǔ)電路中的電壓低于3v，則控 制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，應(yīng)用電路由控制器供電；若能量存儲(chǔ)電路 中的電壓高于4. 5v，則控制器發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉DC-DC電路及能量存儲(chǔ)電路，由能量存儲(chǔ)電路 給應(yīng)用電路供電使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓電發(fā)電低功耗電源系統(tǒng)，包括壓電轉(zhuǎn)換裝置、整流電路、DC-DC電路、能量存儲(chǔ)電路、控制器和應(yīng)用電路，壓電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出端與DC-DC電路的輸入端連接，DC-DC電路的輸出端與能量存儲(chǔ)電路的輸入端連接，能量存儲(chǔ)電路的輸出端與應(yīng)用電路連接；控制器設(shè)有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，第一輸入端和第二輸入端分別連接整流電路的輸出端、能量存儲(chǔ)電路的輸出端，第一輸出端、第二輸出端分別連接DC-DC電路的輸入端和應(yīng)用電路。本發(fā)明還提供了上述系統(tǒng)的供電方法。本發(fā)明具有可持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)電力、發(fā)電效率高、系統(tǒng)功耗低、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N2/18GK101841254SQ20101012248
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者劉旭, 張鐵民, 楊秀麗 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)