一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统，属于振动能量收集技术领域。本发明专利技术方法，包括：确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。应用本发明专利技术绕制后的线圈，输出功率高，可以在多种振动环境中应用。以在多种振动环境中应用。以在多种振动环境中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统


[0001]本专利技术涉及振动能量收集
，并且更具体地，涉及一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，物联网的发展促使无线传感器节点的分布更加广泛。随着半导体技术的发展，无线传感器的功耗也越来越低。能量收集技术将环境中存在的其他能源转换为电能，旨在替换传统无线传感器网络所需要的电池或延长电池的充电间隔。在各种环境能源中，振动能量采集具有稳定、清洁、高功率密度以及与微加工兼容的优点。电磁式振动能量收集器依靠磁铁和线圈的相对运动将振动能转化为电能，是一种高功率密度、高可靠性的振动能量收集方法，目前已有了很多应用。
[0003]传统的电磁式振动能量收集器一般只具有一组线圈，只产生一路输出电压。但是，随着无线传感器功耗的降低，能量收集器已经有望同时满足多个负载的功率需求；随着电能变换技术的进步，振动能量收集器已可以搭配闭环控制的开关电路使用，以提高电能提取的效率。将原本只有一组的线圈改为多组，可以产生多个电压输出，这有利于能量收集器为多个负载同时供电，也可以为后级的电能管理电路提供参考信号和辅助电源。但是，目前的多组线圈电磁式振动能量收集器中，均未能对线圈的具体绕制位置做出优化，使得用于提供信号或辅助电源的线圈占据了主功率线圈的绕制区域，降低了能量收集器能够输出的功率。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法，包括：
[0005]确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；
[0006]确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；
[0007]根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。
[0008]可选的，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域，包括：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。
[0009]可选的，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。
[0010]可选的，根据电磁式振动能量收集器的负载需求，确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径。
[0011]再一方面，本专利技术还提出了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的系统，
包括：
[0012]区域划分单元，用于确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；
[0013]线径确定单元，用于确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；
[0014]绕制单元，根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。
[0015]可选的，区域划分单元，具体用于：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。
[0016]可选的，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。
[0017]可选的，根据电磁式振动能量收集器的负载需求，确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径。
[0018]再一方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
[0019]处理器，用于执行一个或多个程序；
[0020]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。
[0021]再一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]本专利技术提供了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法，包括：确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。应用本专利技术绕制后的线圈，输出功率高，可以在多种振动环境中应用。
附图说明
[0024]图1为本专利技术方法的流程图；
[0025]图2是本专利技术提供的具有三组线圈的电磁式振动能量收集器结构图；
[0026]图3是本专利技术实施例中线圈的剖面图和放大图；
[0027]图4是本专利技术实施例中一组线圈在谐振频率下的等效电路模型；
[0028]图5是本专利技术实施例中一组线圈在不同绕线区域下，阻抗匹配时的输出功率；
[0029]图6是本专利技术实施例中两组线圈在不同绕线区域下，分别阻抗匹配时的输出功率；
[0030]图7是本专利技术实施例中多线圈能量收集器在谐振频率下的交叉耦合等效电路模型；
[0031]图8是本专利技术系统的结构图。
具体实施方式
[0032]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0033]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0034]实施例1：
[0035]本专利技术提出了一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法，如图1所示，包括：
[0036]步骤1、确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；
[0037]步骤2、确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；
[0038]步骤3、根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。
[0039]其中，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域，包括：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。
[0040]其中，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。
[0041]其中，根据电磁式振动能量收集器的负载需求，确定所述功率输出线圈区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的方法，其特征在于，所述方法包括：确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域；确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径；根据所述功率输出线圈区域，辅助信号线圈区域及绕线线径，对所述多组线圈进行绕制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大输出功率线，确定多组线圈的功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域，包括：将所述最大输出功率线的左侧划分为功率输出线圈区域，将所述最大输出功率线的右侧划分为辅助信号线圈区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电磁式振动能量收集器的输出特性，确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电磁式振动能量收集器的负载需求，确定所述功率输出线圈区域和辅助信号线圈区域中的绕线区域及绕线线径。5.一种绕制电磁式振动能量收集器中多组线圈的系统，其特征在于，所述系统包括：区域划分单元，用于确定电磁式振动能量收集器中多组线圈的最大输出功率线，根据所述最大输出功率线，确定多组...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，彭晗，支妍力，刘京，肖洪飞，胡浩亮，雷民，殷小东，黄俊昌，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司国家电网有限公司华中科技大学，
类型：发明
国别省市：