CN102457105A - 一种磁电自供电无线传感器 - Google Patents
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Abstract
一种磁电自供电无线传感器，本发明涉及一种矩形杆式磁电复合换能器，本发明提供一种提高储能电容的输出功率的磁电自供电无线传感器。本发明包括磁电换能器，电能存储电路，控制电路，传感单元，处理器和发射模块，其结构要点在于电能瞬间放电电路的负载是由传感器元件、数据处理器和通信单元三部分组成，传感元件根据选用的是温湿度传感器。
Description
技术领域：
本发明涉及一种矩形杆式磁电复合换能器，尤其涉及一种磁电自供电无线传感器。
背景技术：
近年来，应用于各个领域的自供能技术得到迅速的发展，利用多种不同的自供能技术可以把周围环境中的能量转化为电能，实现对各种负载供电。其中，实现无线传感网络自供电的研究是当前一大热点。已被国内外报道的能量采集方式有太阳能、温度变化(温差)、人体运动能量、压电、磁电等，而空间电磁场存在于自然界的各个角落，是无线传感网络的潜在能量源。
磁电换能器是由磁致伸缩材料和压电片通过不同形状的弹性基底粘结而成。在交变磁场激励下，磁致伸缩材料发生应变，带动弹性基底振动，弹性基底通过粘接层带动压电片振动，利用压电材料的压电效应产生电荷，实现磁场能向电能的转换。在弱磁场激励下，具有单个磁电复合单元的换能器输出微弱，作为储能用的超级电容电压很低，无法直接对无线传感器及自身管理电路供电。
发明内容：
本发明就是针对上述问题，提供一种提高储能电容的输出功率的磁电自供电无线传感器。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括磁电换能器，电能存储电路，控制电路，传感单元，处理器和发射模块，其结构要点在于电能瞬间放电电路的负载是由传感器元件、数据处理器和通信单元三部分组成，传感元件根据选用的是温湿度传感器。
发明的有益效果：
采用矩形杆式磁电换能器双电源供电，主发电源产生的电量存储在超级电容中，而辅助发电源为外围控制电路供电，产生连续脉冲串(Burst)触发信号控制电能瞬间放电电路工作。
附图说明：
图1是无线传感系统框图。
具体实施方式：
本发明包括磁电换能器，电能存储电路，控制电路，传感单元，处理器和发射模块，电能瞬间放电电路的负载是由传感器元件、数据处理器和通信单元三部分组成，传感元件根据选用的是温湿度传感器。
磁电换能器的PZT1作为主发电源，PZT2作为辅助发电源，在交变磁场激励下，主发电源的输出经过阻抗匹配和整流之后存储在容量为1.5F的超级电容Cst里，辅助发电源的输出则存储在电容C0中，超级电容电压积累到预设的门限电压(0.4V)时，C0中的电量驱动电压监测电路输出高电平信号，Burst信号发生电路工作，产生触发脉冲串驱动电能瞬间放电电路工作，对超级电容Cst进行瞬间放电，提高超级电容的放电功率，满足无线传感器的工作需要。
电源管理电路中储能电容采用1.5F超级电容，取变压器匝数比为np/ns＝10/90，电能瞬间放电电路的负载取500Ω，burst触发信号的频率为30kHz，模拟开关S选用ADG801芯片，它是一种低功耗的常开模拟开关，当控制信号变成高电平时导通，当超级电容充电至0.4V时，启动电路直接对负载放电，在Burst触发信号的低电平到来时，变压器开始对负载进行放电，Burst触发信号的高电平时，放电截止，变压器原边绕组开始充电，加上1uF的滤波电容后，负载两端的直流输出电压为5.8V。
Claims (3)
1.一种磁电自供电无线传感器，包括磁电换能器，电能存储电路，控制电路，传感单元，处理器和发射模块，其特征在于电能瞬间放电电路的负载是由传感器元件、数据处理器和通信单元三部分组成，传感元件根据选用的是温湿度传感器。
2.根据权利要求1所述一种磁电自供电无线传感器，其特征在于磁电换能器的PZT1作为主发电源，PZT2作为辅助发电源，在交变磁场激励下，主发电源的输出经过阻抗匹配和整流之后存储在容量为1.5F的超级电容Cst里，辅助发电源的输出则存储在电容C0中。
3.根据权利要求1所述一种磁电自供电无线传感器，其特征在于电源管理电路中储能电容采用1.5F超级电容，当控制信号变成高电平时导通，当超级电容充电至0.4V时，启动电路直接对负载放电，在Burst触发信号的低电平到来时，变压器开始对负载进行放电，Burst触发信号的高电平时，放电截止，变压器原边绕组开始充电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105159321A CN102457105A (zh) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | 一种磁电自供电无线传感器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2010105159321A CN102457105A (zh) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | 一种磁电自供电无线传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102457105A true CN102457105A (zh) | 2012-05-16 |
Family
ID=46039912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN2010105159321A Pending CN102457105A (zh) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | 一种磁电自供电无线传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102457105A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106125625A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-16 | 中北大学 | 一种煤机装备无线无源监测系统 |
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2010
- 2010-10-21 CN CN2010105159321A patent/CN102457105A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120516 |