一种适用于强耦合压电能量采集器的非对称电压接口电路

在弱耦合压电能量采集系统中,串联同步开关采集接口电路(Series Synchronous Switch Harvesting Interface Circuit,S-SSHI)、并联同步开关采集接口电路(Parallel Synchronous Switch Harvesting Interface Circuit,P-SSHI)、同步电荷提取接口电路(Synchronous Charge Extraction Interface Circuit,SECE)比全波整流接口电路(Full-Wave Rectifier Bridge,FB)能够获得更大的输出电压和俘能功率。在强耦合系统下,S-SSHI、P-SSHI、SECE接口电路对输出电压的增益效果并不明显。为解决该问题,文中提出了一种非对称电压接口电路。该电路由单个电压检测开关和全波整流桥组成,当充电电容电压接近压电能量采集器(Piezoelectric Energy Harvester,PEH)的开路电压时,PEH的电压开始偏置。在偏置电压作用下,非对称电压接口电路的最大输出电压高于FB,因此非对称电压接口电路可提高俘获能量。非对称电压接口电路的仿真结果和实验结果一致。非对称电压接口电路在强耦合实验下的俘能能量为0.532 J,与FB相比,其俘获能量提高了147%,与其他改进接口电路相比,其俘获能量提高了75%。