一种压电能量获取装置及其整流电路制造方法及图纸

本申请公开了一种压电能量获取装置的整流电路，包括：第一PMOS管的漏极分别与第二PMOS管的栅极、第二有源二极管的阴极和第一可控开关管的第一端连接，并作为整流电路的第一输入端，源极分别与第二PMOS管的源极、第一可控开关管的第二端和第二可控开关管的第一端连接，并作为整流电路的第一输出端；第一有源二极管的阳极与第二有源二极管的阳极连接并接地，作为整流电路的第二输出端，阴极分别与第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的漏极和第二可控开关管的第二端连接，并作为整流电路的第二输入端。本申请利用可控开关管构成放电回路，避免压电传感器的电阻在放电过程中造成电荷与能量的损失。本申请所提供的压电能量获取装置同样具有上述有益效果。

A piezoelectric energy acquisition device and its rectifying circuit

The invention discloses a rectifier circuit, a piezoelectric energy acquisition device includes: a first end cathode and a first controllable switch drain respectively and second gate of the PMOS pipe, second active diode of the first PMOS pipe pipe connection, and as the first input end of the rectifying circuit, the source respectively with second PMOS tube source first, the controllable switch and the second end of the pipe and second pipe section is connected to one end of the controllable switch, and the output end of the rectifier circuit as the first anode and the second anode; the first active active diode of the diode is connected and grounded, as the second output end of the rectifier circuit, the cathode electrode and second respectively with controllable switch gate, drain pipe the first PMOS tube second PMOS tube second is connected as second input rectifier circuit. The application uses a controlled switch to form a discharge circuit to avoid the loss of the electric charge and energy during the discharge process of the piezoelectric sensor. The piezoelectric energy acquisition device provided by this application also has the beneficial effect.

【技术实现步骤摘要】
一种压电能量获取装置及其整流电路
本申请涉及电子
，特别涉及一种压电能量获取装置及其整流电路。
技术介绍
压电能量获取装置是利用压电传感器将压电材料的机械能转换为电能的装置，在医疗设备、无线传感器网络节点设备等领域中具有广阔的应用前景。由于压电传感器的输出一般为交流电，而常用的模拟和数字电路是在直流电源下工作的，因此，压电能量获取装置中需要整流电路对压电传感器输出的交流电进行整流输出。图1为现有技术中的压电能量获取装置的电路示意图。其中，并联的电流源Ip、电容Cp和电阻Rp是压电传感器的等效模型，将交流电Vfb输出至由二极管D1、D2、D3和D4构成的整流电路。图2为交流电Vfb与电流源Ip的波形图。如图2所示，在t0～t1、t1～toff、tπ～t2和t2～t3期间，电容Cp分别处于反向放电状态、正向充电状态、正向放电状态和反向充电状态。由于电容Cp的充放电过程，所以一部分电荷和能量将在充电时存储在电容Cp中，而在电容Cp放电时被电阻Rp消耗，并没有输出至整流电路中。因此，现有技术中压电能量转换效率较低。例如，当电容Cp为25nF、电阻Rp为1MΩ且电流Ip的频率为100Hz时，整流电路的最大输出功率仅为压电传感器最大输出功率的8％。此外，整流电路中二极管的结电压降落会进一步增大功率损耗，降低能量转换效率。例如，对于1V的交流输入信号，即使采用结电压较低的肖特基二极管，也会造成整流电路中20％的功率损耗。由此可见，对于低电压输出的压电能量获取装置来说，如何提高电压和能量转换效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种压电能量获取装置及其整流电路，以便有效地提高电压转换效率和能量转换效率。为解决上述技术问题，本申请提供一种压电能量获取装置的整流电路，包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一有源二极管、第二有源二极管、第一可控开关管和第二可控开关管；其中，所述第一PMOS管的漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述第二有源二极管的阴极和所述第一可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输入端，源极分别与所述第二PMOS管的源极、所述第一可控开关管的第二端和所述第二可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输出端；所述第一有源二极管的阳极与所述第二有源二极管的阳极连接并接地，作为所述整流电路的第二输出端，阴极分别与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极和所述第二可控开关管的第二端连接，并作为所述整流电路的第二输入端；所述第一可控开关管和所述第二可控开关管在所述整流电路的输入电流过零点时导通，并在所述第一可控开关管和所述第二可控开关管所在支路的电流过零点时关断。可选地，所述第一有源二极管包括第一NMOS管和第一放大器；其中，所述第一NMOS管的源极与所述第一放大器的正相输入端连接，并作为所述第一有源二极管的阳极，漏极与所述第一放大器的反相输入端连接，并作为所述第一有源二极管的阴极；所述第一放大器的输出端与所述第一NMOS管的栅极连接。可选地，所述第二有源二极管包括第二NMOS管和第二放大器；其中，所述第二NMOS管的源极与所述第二放大器的正相输入端连接，并作为所述第二有源二极管的阳极，漏极与所述第二放大器的反相输入端连接，并作为所述第二有源二极管的阴极；所述第二放大器的输出端与所述第二NMOS管的栅极连接。可选地，所述第一可控开关管和所述第二可控开关管为MOS管。可选地，所述第一可控开关管和所述第二可控开关管为PMOS管。本申请还提供了一种压电能量获取装置，包括如以上所述的压电能量获取装置中的整流电路。本申请所提供的压电能量获取装置的整流电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一有源二极管、第二有源二极管、第一可控开关管和第二可控开关管；其中，所述第一PMOS管的漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述第二有源二极管的阴极和所述第一可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输入端，源极分别与所述第二PMOS管的源极、所述第一可控开关管的第二端和所述第二可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输出端；所述第一有源二极管的阳极与所述第二有源二极管的阳极连接并接地，作为所述整流电路的第二输出端，阴极分别与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极和所述第二可控开关管的第二端连接，并作为所述整流电路的第二输入端；所述第一可控开关管和所述第二可控开关管在所述整流电路的输入电流过零点时导通，并在所述第一可控开关管和所述第二可控开关管所在支路的电流过零点时关断。可见，相比于现有技术，本申请所提供的压电能量获取装置的整流电路，利用MOS管和有源二极管构成了整流桥电路，具有较小的导通压降；并且，本申请还利用可控开关管构成放电回路，对压电传感器中的电容进行瞬间放电，从而避免压电传感器的电阻出现在放电回路中，造成电荷与能量的损失。由此可见，本申请所提供的压电能量获取装置的整流电路可以有效地提高电压转换效率和能量转换效率。本申请所提供的包括上述整流电路的压电能量获取装置也同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。图1为现有技术中所提供的一种压电能量获取装置的电路示意图；图2为现有技术中所提供的一种压电能量获取装置的波形图；图3为本申请实施例所提供的一种压电能量获取装置的整流电路的电路示意图；图4为本申请实施例所提供的一种压电能量获取装置的整流电路的电路结构图。具体实施方式本申请的核心在于提供一种压电能量获取装置及其整流电路，以便有效地提高电压转换效率和能量转换效率。为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图3，图3为本申请所提供的一种压电能量获取装置的整流电路的电路示意图；包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第一有源二极管D1、第二有源二极管D2、第一可控开关管Q1和第二可控开关管Q2；其中，第一PMOS管P1的漏极分别与第二PMOS管P2的栅极、第二有源二极管D1的阴极和第一可控开关管Q1的第一端连接，并作为整流电路的第一输入端，源极分别与第二PMOS管P2的源极、第一可控开关管Q1的第二端和第二可控开关管Q2的第一端连接，并作为整流电路的第一输出端；第一有源二极管D1的阳极与第二有源二极管D2的阳极连接并接地，作为整流电路的第二输出端，阴极分别与第一PMOS管P1的栅极、第二PMOS管P2的漏极和第二可控开关管Q2的第二端连接，并作为整流电路的第二输入端；第一可控开关管Q1和第二可控开关管Q2在整流电路的输入电流过零点时导通，并在第一可控开关管Q1和第二可控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电能量获取装置中的整流电路，其特征在于，包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一有源二极管、第二有源二极管、第一可控开关管和第二可控开关管；其中，所述第一PMOS管的漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述第二有源二极管的阴极和所述第一可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输入端，源极分别与所述第二PMOS管的源极、所述第一可控开关管的第二端和所述第二可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输出端；所述第一有源二极管的阳极与所述第二有源二极管的阳极连接并接地，作为所述整流电路的第二输出端，阴极分别与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极和所述第二可控开关管的第二端连接，并作为所述整流电路的第二输入端；所述第一可控开关管和所述第二可控开关管在所述整流电路的输入电流过零点时导通，并在所述第一可控开关管和所述第二可控开关管所在支路的电流过零点时关断。

【技术特征摘要】
1.一种压电能量获取装置中的整流电路，其特征在于，包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一有源二极管、第二有源二极管、第一可控开关管和第二可控开关管；其中，所述第一PMOS管的漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述第二有源二极管的阴极和所述第一可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输入端，源极分别与所述第二PMOS管的源极、所述第一可控开关管的第二端和所述第二可控开关管的第一端连接，并作为所述整流电路的第一输出端；所述第一有源二极管的阳极与所述第二有源二极管的阳极连接并接地，作为所述整流电路的第二输出端，阴极分别与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极和所述第二可控开关管的第二端连接，并作为所述整流电路的第二输入端；所述第一可控开关管和所述第二可控开关管在所述整流电路的输入电流过零点时导通，并在所述第一可控开关管和所述第二可控开关管所在支路的电流过零点时关断。2.根据权利要求1所述的整流电路，其特征在于，所述第一有源二极管包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41