高效率P-SSHI振动能量采集整流电路芯片设计

发布时间：2021-08-08 05:43

　　随着物联网技术的发展,低功耗传感器网络已经被广泛应用在各领域之中。采用微能量采集技术替代传统的电池为物联网系统供电,既环保又可以延长电池寿命。微能量采集技术近年来才被研究人员所重视,而振动能量采集又是研究的热点之一,针对振动能量采集器的电源管理电路设计的需求也再逐步上升。但由于振动能量采集器具有感性元件特性,电压与电流存在相位差,电荷在双方反向时损失较大,使得转换效率低下。为了提高转换效率,业内研究了多种振动能量采集的整流电路结构,其中,通过使用开关控制电感收集相位差时序进程中的电荷的相关方法是目前国际上的研究前沿。本文则围绕并联同步开关电感（P-SSHI）结构,介绍了一款高效率的振动能量采集电源管理电路芯片设计的相关思路和方法。本文根据采集器的设计要求,基于P-SSHI结构设计了一种开关构架用以控制电感的充放电,围绕它设计了开关的控制信号产生电路,将全桥整流电路损失的相位差电荷收集并转移到储能电容中。为了进一步提高转换效率,本文设计了最优效率点追踪模块（OPT）与电流抑制比为62db的高精度电流偏置模块,根据谐波平衡理论将系统工作电压稳定在最优值处。在整个设计中,所有电路模块实现了本... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

能量采集系统示意图

图 1-2 电磁式振动能量采集器结构2 The structure of electromagnetic vibration energ器基本都可以等效为一个交流电流源串联一个[4]，输出电压 4V 以上，输出电流 100uA～10压，低电流，低频率的特点。由于等效模型中电压与电流的相位之间存在 90 度的差异。这种相：在使用传统的全桥整流的情况下，当电压从高向并没有随电压马上发生变化，导致电流处于相降甚至已经降到负电压。在处于这种状态时会产的电荷，从而导致效率的低下。决定电荷损失量可避免的相位差导致电荷损失，另一个因素是电。传统的 FBR（全桥整流）结构均无法对这两点-SSHI（并联同步开关电感能量采集）技术作为可以解决上述的两个因素导致的电荷损失问题进行了整形，使输入电压从类正弦波状变为类矩

第2章 振动能量采集整流系统原理及模型第2章 振动能量采集整流系统原理及模型2.1 悬臂梁式压电振动能量采集器解析2.1.1 悬臂梁式压电振动能量采集器结构典型的悬臂梁式压电振动能量采集器一般由悬臂梁，压电片以及质量块构其结构意义图如图 2-1（a）所示。悬臂梁式压电振动能量采集器的实物结构可过 MIDE 公司生产的 MIDE V22B 压电采集器看到，如图 2-1（b）所示。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]一种集成化宽频输入高效压电能量获取电路设计[D]. 袁文智.西安电子科技大学 2017
[2]自供电式并联同步电感压电振动能量管理电路实现[D]. 谢颖.大连理工大学 2017
[3]压电悬臂梁振动能量收集器结构设计及实现[D]. 谢真真.华中科技大学 2011



本文编号：3329348