CN218850451U 有效 一种高电压储能电路和光电寻边器
技术领域 [0001]本实用新型属于电子技术领域,尤其涉及一种高电压储能电路和光电寻边器。 背景技术 [0002]压电振动能量收集技术由于能量密度高、设计简单和集成程度等原因得到了广泛的关注和研究。但压电能量收集装置产生的电能是不可能直接给负载供电的,因为其产生的电压和功率在不停的变化,又是交流电;而且产生的功率很小,不能带动负载,最好先储存起来,积累到一定程度后再给负载供电。标准的能量电路是将压电晶片外接整流桥和滤波电容,其基本原理就是通过整流桥将压电晶片产生的交流电转化为直流电后经电容滤波后给负载供电。采用这种电路可以测试压电晶片所能产生的能量,但不能产生稳定的直流电压和足够的电能应用于实际电路。 实用新型内容 [0003]本实用新型的目的在于提供一种高电压储能电路和光电寻边器,旨在解决现有的电路不能产生稳定的直流电压和足够的电能应用于实际电路的问题。 [0004]第一方面,本实用新型提供了一种高电压储能电路,包括: [0005]压电信号采集器件、整流桥、储能器件、电压比较器、第一电压调节器、第二电压调节器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5,所述压电信号采集器件分别连接整流桥的第一交流电压输入端和第二交流电压输入端,所述整流桥的负极输出端连接第一电压调节器的电压输入端、储能器件的一端和第一电阻R1的一端,所述整流桥的正极输出端连接储能器件的另一端、第三电阻R3的一端、电压比较器的接地端并接地,第一电压调节器的接地端连接第一电压调节器的关断控制端和第一电压调节器的输出电压设置端并接地,第一电压调节器的电压输出端连接第一电压调节器的过流保护端和电压比较器的电源端,所述电压比较器的低电平检测端连接第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端,电压比较器的高电平检测端连接第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端,所述电压比较器的漏极输出端连接第二电压调节器的电压输入端,所述第二电压调节器的过流保护端和电压输出端连接第四电阻R4的一端,第四电阻R4的另一端连接第二电压调节器的输出电压设置端和第五电阻R5的一端,所述第二电压调节器的接地端连接第二电压调节器的关断控制端和第五电阻R5的另一端并接地。 [0006]进一步地,所述第二电压调节器的电压输出端连接有负载。 [0007]进一步地,所述负载是发光二极管或LED灯,所述发光二极管的正极或LED灯的一端连接第二电压调节器的电压输出端,发光二极管的负极或LED灯的另一端接地。 [0008]进一步地,所述储能器件是储能电容,所述储能电容的正极连接整流桥的正极输出端,储能电容的负极接地。 [0009]进一步地,所述压电信号采集器件是压电振动梁。 [0010]第二方面,本实用新型提供了一种光电寻边器,所述光电寻边器包括所述的高电压储能电路。 [0011]在本实用新型中,设置压电信号采集器件、整流桥、储能器件、电压比较器、第一电压调节器和第二电压调节器,通过压电信号采集器件和整流桥对产生的交流电进行整流,输出稳定直流电压,储能单元存储整流后的直流电压,电压比较器在储能器件电能存储充足后,电压达到临界值时才导通输出储能器件存储的电能,设置第一电压调节器,提高临界电压值,提高输出电压值,本申请的有益效果是储存更多的电能,提高输出电压值,电路简单、元器件少且能量收集效率高。 附图说明 [0012]图1是本实用新型实施例提供的一种高电压储能电路图。 [0013]图2是本实用新型实施例提供的另一种高电压储能电路图。 [0014]图3是本实用新型实施例提供的高电压储能电路的实验数据图表。 具体实施方式 [0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。 [0016]为了说明本实用新型所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。 [0017]请参阅图1,本实用新型一实施例提供了一种高电压储能电路,包括: [0018]压电信号采集器件、整流桥、储能器件、电压比较器U2、第一电压调节器U1、第二电压调节器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5,所述压电信号采集器件分别连接整流桥的第一交流电压输入端和第二交流电压输入端,所述整流桥的负极输出端连接第一电压调节器U1的电压输入端Vin、储能器件的一端和第一电阻R1的一端,所述整流桥的正极输出端连接储能器件的另一端、第三电阻R3的一端、电压比较器U2的接地端GND并接地,第一电压调节器U1的接地端GND连接第一电压调节器U1的关断控制端SHDN和第一电压调节器U1的输出电压设置端Vset并接地,第一电压调节器U1的电压输出端Vout连接第一电压调节器U1的过流保护端SENSE和电压比较器U2的电源端VDD,所述电压比较器U2的低电平检测端LTHIN连接第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端,电压比较器U2的高电平检测端HTHIN连接第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端,所述电压比较器U2的漏极输出端LBO连接第二电压调节器U3的电压输入端Vin,所述第二电压调节器U3的过流保护端SENSE和电压输出端Vout连接第四电阻R4的一端,第四电阻R4的另一端连接第二电压调节器U3的输出电压设置端Vset和第五电阻R5的一端,所述第二电压调节器U3的接地端GND连接第二电压调节器U3的关断控制端SHDN和第五电阻R5的另一端并接地。 [0019]所述第一电压调节器U1和第二电压调节器U3可以是MAX666芯片,所述电压比较器U2可以是MAX6433,如图2所示。 [0020]通过设置第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值来设定电压比较器U2的临界电压VHTH和VLTH,通过设置第四电阻R4和第五电阻R5来调节第二电压调节器U3的输出电压值。 [0021]例如:若将第一电压调节器U1的临界电压VHTH和VLTH分别设置为14V和4V,需要将外接三个电阻的阻值分别设置为R1=3.5MΩ,R2=350KΩ,R3=150KΩ,第二电压调节器U3用于将输出电压稳定在3V,或者通过调节第四电阻R4和第五电阻R5来提高输出电压值,也意味着储能电容的电压高于14V时,储能电容就开始放电,后续电路导通,这样可以存储更多的电能,以供后续电路使用。 [0022]图3为本申请一实施例和现有技术的实验数据对比,电路A为现有技术,电路B为图2所示电路,当储能电容CS为220μF时,压电梁的振动加速度a=10m/s2时,电路A(高临界电压VHTH为5.1V,低临界电压VLTH为2.9V)的充电时间tch为12s,放电时间tdis为44ms,输出电压为2.8V,储存能量为1.936mJ;而电路B(高临界电压VHTH为13.4V,低临界电压VLTH为3.4V)在相同的储能电容和振动加速度下,充电时间tch为153s,放电时间tdis为130ms,输出电压为3V,储存能量为18.48mJ;同时,对比两种电路在储能电容CS=100μF,a=10m/s2的实验数据。 [0023]在本实用新型一实施例中,所述第二电压调节器U3的电压输出端Vout连接有负载。 [0024]在本实用新型一实施例中,所述负载是发光二极管或LED灯,所述发光二极管的正极或LED灯的一端连接第二电压调节器U3的电压输出端Vout,发光二极管的负极或LED灯的另一端接地。 [0025]在本实用新型一实施例中,所述储能器件是储能电容Cs,所述储能电容Cs的正极连接整流桥的正极输出端,储能电容Cs的负极接地。 [0026]在本实用新型一实施例中,所述压电信号采集器件是压电振动梁。 [0027]本本实用新型另一实施例提供了一种光电寻边器,所述光电寻边器包括本实用新型一实施例所述的高电压储能电路。 [0028]在本实用新型实施例中,设置压电信号采集器件、整流桥、储能器件、电压比较器、第一电压调节器和第二电压调节器,通过压电信号采集器件和整流桥对产生的交流电进行整流,输出稳定直流电压,储能单元存储整流后的直流电压,电压比较器在储能器件电能存储充足后,电压达到临界值时才导通输出储能器件存储的电能,设置第一电压调节器,提高临界电压值,提高输出电压值,本申请的有益效果是储存更多的电能,提高输出电压值,电路简单、元器件少且能量收集效率高。 [0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
现在,一起体验智慧芽的产品和服务
自动注册,无需人工审核,即可立即开始查询专利
立即注册
澳门正版图库

AI助手