專利名稱：基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種調(diào)理電路，尤其是一種基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路。
背景技術(shù)：
智能監(jiān)測是智能電網(wǎng)獲取各種有效信息的基礎(chǔ)，其中智能監(jiān)測傳感器的現(xiàn)場供電技術(shù)是亟待解決的難題，一直束縛著智能傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。通過提高儲能電池的能量密度，或者采用基于射頻技術(shù)的能量傳輸?shù)确椒?，均不能從根本上解決傳感器的就地供能問題，人們轉(zhuǎn)而去探索收集周圍環(huán)境中各種形式的能量(太陽能、振動能、熱能、電磁能等)， 發(fā)展智能監(jiān)測單元的長期自供能方法。智能電網(wǎng)的高壓變電站或輸電線路周圍，實際上是蘊含豐富能量的空間電磁環(huán)境]。500kV變電站的實測數(shù)據(jù)表明，空間電場強度可達18kV/m，磁場強度可達7. 62μ T]。 這為發(fā)展基于空間電磁能的傳感器自供能技術(shù)提供了基礎(chǔ)依據(jù)。基于空間電場能的自供能技術(shù)，其物理實現(xiàn)主要包括電容式集能轉(zhuǎn)換器和電子調(diào)理單元兩部分，其中電子調(diào)理單元負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)化來的電能進行調(diào)理，以滿足傳感器負(fù)載的具體要求。來自集能轉(zhuǎn)換器的電能，通常是無規(guī)律的脈沖電流或脈動電壓，須經(jīng)調(diào)理后才能為負(fù)載所用?？墒占目臻g電能一般較小，而且前端的集能轉(zhuǎn)換器以及調(diào)理單元本身也不可避免地存在損耗，因此調(diào)理電路的工作性能對整個自供能裝置的能量轉(zhuǎn)換效率具有重要影響，需研究提出穩(wěn)定、高效的調(diào)理電路拓?fù)洹Ｔ袑W(xué)者在自供能技術(shù)領(lǐng)域開展了某些研究工作，但僅限于理想靜電場條件下的實驗?zāi)M，并未在調(diào)理電路的拓?fù)湓O(shè)計與優(yōu)化方面做深入研究?，F(xiàn)有文獻研究分析表明，自供能裝置中的轉(zhuǎn)換器輸出電壓對外界電場具有良好的跟隨特性，置于工頻電場中的轉(zhuǎn)換器可向調(diào)理電路提供工頻電壓輸出，因此在仿真模型中用正弦電壓源代替能量轉(zhuǎn)換器從而簡化分析。然而轉(zhuǎn)換器并不是理想電壓源，其具有相當(dāng)大的內(nèi)阻
權(quán)利要求1.一種基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，它包括外部輸入電源，所述外部輸入電源與整流全橋的交流輸入端連接，整流全橋的直流輸出正端與負(fù)端之間并聯(lián)有四條支路，所述的四條支路中，第一支路為電容C2，所述電容C2與由開關(guān)元件M 和電感L2串聯(lián)組成的第二支路并聯(lián)，由二極管D5和電容C3串聯(lián)組成的第三支路并聯(lián)在所述第二支路中的電感L2兩端，負(fù)載R3組成的第四支路并聯(lián)在所述第三支路中的電容C3兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，所述的第三支路中二極管D5的正極和電容C3串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，所述的電源一端接地。
4.一種基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，它包括外部輸入電源，外部輸入電源的輸出端并聯(lián)有兩個T形電路，分別為T形電路I和T形電路II，電容C4 和負(fù)載R4的并聯(lián)支路與兩個T形電路的輸出端連接。
5.如權(quán)利要求4所述的基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，所述的T形電路I包括由電感Ll與二極管Dl正極串聯(lián)組成的支路，所述二極管Dl正極上連接有高頻開關(guān)管Si。
6.如權(quán)利要求4所述的基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，所述的τ形電路II包括由高頻開關(guān)管S2與二極管D2正極串聯(lián)組成的支路，所述二極管D2 正極上連接有電感L2。
7.如權(quán)利要求4所述的基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，其特征是，所述的電源一端接地。
專利摘要本實用新型公開了一種基于空間電磁能的無線傳感器自供能調(diào)理電路，它包括外部輸入電源，所述外部輸入電源與整流全橋的交流輸入端連接，整流全橋的直流輸出正端與負(fù)端之間并聯(lián)有四條支路，所述的四條支路中，第一支路為電容C2，所述電容C2與由開關(guān)元件M和電感L2串聯(lián)組成的第二支路并聯(lián)，由二極管D5和電容C3串聯(lián)組成的第三支路并聯(lián)在所述第二支路中的電感L2兩端，負(fù)載R3組成的第四支路并聯(lián)在所述第三支路中的電容C3兩端。該方案的仿真結(jié)果顯示，其輸出電壓在5個工頻周期后趨于穩(wěn)定，波形系數(shù)大為改善，利用3.1節(jié)算法可知，波形系數(shù)基本接近于1，電壓輸出效率約為37.872％。
文檔編號H02M1/14GK202261055SQ20112033681
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者于春輝, 張黎, 李慶民, 黃金鑫 申請人:山東大學(xué)