一种宽输入范围高效压电能量获取电路设计

发布时间：2021-11-17 05:22

　　随着无线传感器网络（WSN）和无线体域网（WBAN）的发展,微型电子系统的功能越来越复杂,系统的体积越来越小,传统电池供电的方式越来越难以满足微型电子系统长时间续航的需求。在未来,俘获周围环境的能量并将其转换成电能的自供电技术将会成为微型电子系统的主要供电方式之一。在众多的环境能量源中,压电能量源因其功率密度较高的特点常作为自供电技术的主要能量源,压电能量获取技术（PEH）因而受到了越来越多研究者的关注。在压电能量获取系统中,整流接口电路的设计最为重要,而现有的压电能量获取接口电路难以在宽输入范围内实现较高的整流效率,整流接口电路的体积也难以进一步缩小。因此,压电能量获取系统的关键是在于设计一款宽输入范围、高效率、小体积的整流接口电路。本文提出了一款宽输入范围高效的并联同步开关电感（Parallel Synchronized Switch Harvesting on Inductor）整流接口电路,该整流接口电路包括负压转换器,自适应导通电阻有源二极管,并结合了一种具有精确导通时间控制的P-SSHI电路。本文分析了传统有源两级同步整流器在高效率整流时输入电流的范围以及电流过零点的检测精... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景以及研究意义
    1.2 自供电技术的研究现状
    1.3 压电能量获取技术研究现状
        1.3.1 压电能量获取技术研究现状
        1.3.2 应用于压电能量获取的整流接口电路研究现状
    1.4 论文的主要内容和结构安排
第二章 压电能量获取系统基本理论
    2.1 压电能量获取装置
        2.1.1 压电传感器简介
        2.1.2 压电传感器等效电路模型
    2.2 压电能量获取整流接口电路介绍
        2.2.1 全桥整流器
        2.2.2 迪克森整流器
        2.2.3 两级同步整流器
    2.3 整流接口电路功率提取能力提升技术
        2.3.1 并联同步开关电感技术
        2.3.2 并联同步开关电容技术
    2.4 本章小结
第三章 宽输入高效的P-SSHI整流接口电路设计
    3.1 P-SSHI整流接口电路的整体结构
    3.2 自适应有源两级同步整流器的设计
        3.2.1 传统有源两级同步整流器
        3.2.2 传统两级同步整流器的整流效率以及输入电流范围分析
        3.2.3 自适应导通电阻有源二极管的设计
    3.3 P-SSHI控制电路的设计
        3.3.1 电流过零点检测精度对P-SSHI电路性能的影响
        3.3.2 P-SSHI精确导通时间的控制电路设计
    3.4 本章小结
第四章 微型高效的P-SSHC整流接口电路设计
    4.1 单电容P-SSHC电路理论分析
        4.1.1 单电容P-SSHC电路原理
        4.1.2 单电容P-SSHC电路的电容电压翻转效率分析
    4.2 多电容P-SSHC整流接口电路设计
        4.2.1 多电容P-SSHC整流接口电路整体结构
        4.2.2 多电容P-SSHC整流接口电路中关键模块的设计
    4.3 本章小结
第五章 整流接口电路版图实现与后仿真验证
    5.1 P-SSHI整流接口电路的版图实现与仿真结果分析
        5.1.1 P-SSHI整流接口电路的版图实现
        5.1.2 自适应导通电阻有源二极管的仿真分析
        5.1.3 P-SSHI控制电路的仿真结果分析
        5.1.4 P-SSHI整流接口电路整体性能分析
    5.2 P-SSHC整流接口电路的版图实现与仿真结果分析
        5.2.1 P-SSHC整流接口电路的版图实现
        5.2.2 P-SSHC整流接口电路中关键模块的仿真结果分析
        5.2.3 P-SSHC整流接口电路的整体性能分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 设计总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3500281