基于同步电荷提取的高效多压电能俘获电路设计

本文提出了一种基于同步电荷提取的高效多压电能俘获电路(High Efficiency Multi-piezoelectric Energy Harvesting Circuit Based on Synchronous Electric Charge Extraction,EM-SECE).所提出的电路利用改进的正负峰值检测结构,减小了压电元件(Piezoelectric Transducer,PZT)达到电压峰值处和开关动作之间的相位差,从而提高了单个压电元件的能量收集效率.并且利用单电感的时分复用,实现基于单电感的多个压电元件振动能俘获.所提出电路具有无整流桥结构,且可以实现自供电的特点.实验结果表明,相同实验条件下,单压电EM-SECE电路的俘获功率为标准能量俘获电路(SEH)最大功率的3.09倍;在仅用一个电感的情况下,双压电EM-SECE电路的俘获功率为两个单压电EM-SECE电路之和的97％.     

单电感双源能量协同俘获电路设计

多源环境能量俘获正成为环境能量俘获的研究热点，室内存在各种光能和温差热能，通过光电池和温差热电片换能后可获得直流电。但温差热电能在通常情况下因开路电压低而难以俘获，单一的室内光能因能量密度较低也难于俘获，本文提出了基于单电感的室内光能和温差热电能的双能源协同俘获电路(Dual-source energy Cooperative Harvesting Circuit, DCHC)设计，所提出的DCHC路，可以在一个电感充放电周期内对光能和热能进行同时俘获，提高能量俘获总量。此外， 热能的引入对光能的俘获起到了协同的作用，可以有效提升光能的俘获效率，结果表明，光能俘获峰值效率最高可达86%。