DE102013105585B4 - Arrangement and method for generating a voltage - Google Patents
Arrangement and method for generating a voltage Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013105585B4 DE102013105585B4 DE102013105585.0A DE102013105585A DE102013105585B4 DE 102013105585 B4 DE102013105585 B4 DE 102013105585B4 DE 102013105585 A DE102013105585 A DE 102013105585A DE 102013105585 B4 DE102013105585 B4 DE 102013105585B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- converter
- terminal
- arrangement
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 12
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 16
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 241001136792 Alle Species 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/2176—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only comprising a passive stage to generate a rectified sinusoidal voltage and a controlled switching element in series between such stage and the output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/181—Circuits; Control arrangements or methods
Abstract
Anordnung zur Erzeugung einer Spannung, umfassend einen Wandler (2), welcher unter Nutzung eines piezoelektrischen Effekts eine elektrische Eingangswechselspannung (V(t)) erzeugt, und eine Interface-Anordnung (3), welche mit dem Wandler (2) verbunden ist und die im Wandler (2) erzeugte Eingangswechselspannung (V(t)) in eine Gleichspannung wandelt und zwischenspeichert und diese Gleichspannung als Ausgangsspannung (12, Ua) für einen Verbraucher an einem Ausgang der Interface-Anordnung (3) bereitstellt, wobei die Interface-Anordnung (3) einen Gleichrichter (11) aufweist, dessen Eingänge mit dem Wandler (2) verbunden sind und dessen Ausgänge mit einer Reihenschaltung bestehend aus einer Induktivität (7, L) und einem elektronischen Schalter (5) verbunden sind, dass ein erster Anschluss der Induktivität (7, L) mit einem ersten Anschluss einer Kapazität (10, Cs) und einem ersten Anschluss des Ausgangs (12) und ein zweiter Anschluss der Induktivität (7, L) über eine Diode (9) mit einem zweiten Anschluss einer Kapazität (10, Cs) und einem zweiten Anschluss des Ausgangs (12) der Interface-Anordnung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter (5) einen Steuereingang aufweist, welcher mit einer Ansteuerschaltung (13) zur Übertragung eines Ansteuersignals verbunden ist und dass die Spannungsversorgungsanschlüsse der Ansteuerschaltung (13) mit den Ausgängen des Gleichrichters (11) verbunden sind.Arrangement for generating a voltage, comprising a converter (2) which generates an electrical input alternating voltage (V (t)) using a piezoelectric effect, and an interface arrangement (3) which is connected to the converter (2) and the in the converter (2) generated AC input voltage (V (t)) converts into a DC voltage and buffered and this DC voltage as output voltage (12, Ua) provides for a consumer at an output of the interface arrangement (3), wherein the interface arrangement ( 3) has a rectifier (11) whose inputs are connected to the converter (2) and whose outputs are connected to a series circuit consisting of an inductance (7, L) and an electronic switch (5), that a first terminal of the inductance (7, L) having a first terminal of a capacitance (10, Cs) and a first terminal of the output (12) and a second terminal of the inductance (7, L) via a diode (9) having a m second terminal of a capacitance (10, Cs) and a second terminal of the output (12) of the interface arrangement (3) is connected, characterized in that the electronic switch (5) has a control input, which with a drive circuit (13) for the transmission of a drive signal is connected and that the voltage supply terminals of the drive circuit (13) are connected to the outputs of the rectifier (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung einer Spannung, umfassend einen Wandler, welcher unter Nutzung eines piezoelektrischen Effekts eine elektrische Eingangswechselspannung (V(t)) erzeugt, und eine Interface-Anordnung, welche mit dem Wandler verbunden ist und die im Wandler erzeugte Eingangswechselspannung (V(t)) in eine Gleichspannung (Ua) wandelt, zwischenspeichert und diese Gleichspannung (Ua) als Ausgangsspannung für einen Verbraucher an einem Ausgang der Interface-Anordnung bereitstellt, wobei die Interface-Anordnung einen Gleichrichter aufweist, dessen Eingänge mit dem Wandler verbunden sind und dessen Ausgänge mit einer Reihenschaltung bestehend aus einer Induktivität und einem elektronischen Schalter verbunden sind, wobei ein erster Anschluss der Induktivität mit einem ersten Anschluss einer Kapazität und einem ersten Anschluss des Ausgangs und ein zweiter Anschluss der Induktivität über eine Diode mit einem zweiten Anschluss einer Kapazität und einem zweiten Anschluss des Ausgangs der Interface-Anordnung verbunden istThe invention relates to an arrangement for generating a voltage, comprising a converter which generates an electrical input alternating voltage (V (t)) using a piezoelectric effect, and an interface arrangement which is connected to the converter and the input AC voltage generated in the converter ( V (t)) converts into a DC voltage (U a ), caches and this DC voltage (U a ) provides as an output voltage for a consumer at an output of the interface arrangement, wherein the interface arrangement comprises a rectifier whose inputs to the converter are connected and whose outputs are connected to a series circuit consisting of an inductance and an electronic switch, wherein a first terminal of the inductor having a first terminal of a capacitor and a first terminal of the output and a second terminal of the inductance via a diode having a second terminal a capacity and a m is connected to the second terminal of the output of the interface arrangement
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung einer Spannung, welche mittels eines piezoelektrischen Effekts erzeugt wird, wobei die derart erzeugte elektrische Eingangswechselspannung (V(t)) mittels einer Interface-Anordnung gleichgerichtet, gespeichert und als Ausgangsspannung (Ua) für einen anschließbaren Verbraucher bereitgestellt wird, wobei zumindest bei einem Nulldurchgang der elektrischen Eingangswechselspannung (V(t)) eine Verbindung zwischen der Eingangswechselspannung (V(t)) und einem aus einem induktiven und einem kapazitiven Element bestehenden Energiespeichermittel getrennt wird, dass diese Trennung bei einem Erreichen eines Maximums oder Minimums (Minimum – für die Amplitude der negativen Halbwelle von V(t)) der Eingangswechselspannung (V(t)) zu einem Zeitpunkt t1 aufgehoben und ein Ladevorgang des Energiespeichermittels gestartet wird.The invention also relates to a method for generating a voltage which is generated by a piezoelectric effect, wherein the electrical input AC voltage thus generated (V (t)) in the same direction, stored, and as the output voltage (U a) for a connectable consumer by means of an interface arrangement is provided, wherein at least at a zero crossing of the electrical input alternating voltage (V (t)) a connection between the input AC voltage (V (t)) and an inductive and a capacitive element energy storage means is separated, that this separation when reaching a maximum or Minimums (minimum - for the amplitude of the negative half-wave of V (t)) of the input AC voltage (V (t)) at a time t 1 canceled and a charging of the energy storage means is started.
Die Erfindung ist in das Forschungsgebiet „Energy Harvesting” einzuordnen. Inhalt dieses Forschungsgebiet ist es, kleine, portable elektrische Systeme, wie beispielsweise einen Funksensorknoten zur Strukturüberwachung eines Bauteils, mit Energie aus dessen direkter Umgebung zu versorgen.The invention belongs to the field of research "Energy Harvesting". Content of this research area is to supply small, portable electrical systems, such as a radio sensor node for structural monitoring of a component, with energy from its immediate environment.
Mögliche Energieformen, die auf einfache Weise in elektrische Energie umgewandelt werden können, sind Solarenergie im Bereich der Fotovoltaik, thermische Energie beispielsweise mittels eines Thermoelements und mechanische Energie beispielsweise mittels eines piezoelektrischen Wandlers.Possible forms of energy which can be converted into electrical energy in a simple manner are solar energy in the field of photovoltaics, thermal energy, for example by means of a thermocouple, and mechanical energy, for example by means of a piezoelectric transducer.
Da die Energie üblicherweise von einer Wechselsignalquelle bereitgestellt wird, besteht ein elektrisches Interface im einfachsten Fall nur aus einem Zweiweggleichrichter (Standard-Interface), an dessen Eingang der Wandler und an dessen Ausgang das Speicherelement angeschlossen wird. Bei diesem Interface kann die maximal erzeugte Energie nur von Wandlern mit sehr hohen Koppelfaktoren extrahiert werden.Since the energy is usually provided by an AC signal source, an electrical interface consists in the simplest case only of a full-wave rectifier (standard interface), at the input of the converter and at the output of the memory element is connected. With this interface, the maximum energy generated can only be extracted by converters with very high coupling factors.
Um die maximal bereitgestellte Energie von Wandler mit geringer Kopplung zu entnehmen, wird das in A. Badel, D. Guyomar, E. Lefeuvre, and C. Richard, ”Efficiency Enhancement of a Piezoelectric Energy Harvesting Device in Pulsed Operation by Synchronous Charge Inversion,” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, vol 16, pp. 889–901, 2005 vorgestellte Synchronized Switch Harvesting an Inductor(SSHI)-Interface verwendet.In order to derive the maximum energy provided by low coupling transducers, A. Badel, D. Guyomar, E. Lefeuvre, and C. Richard, "Efficiency Enhancement of a Piezoelectric Energy Harvesting Device in Pulsed Operation by Synchronous Charge Inversion," "Journal of Intelligent Material Systems and Structures,
Bei Wandlern mit mittleren Koppelfaktoren wird das in E. Lefeuvre, A. Badel, C. Richard, and D. Guyomar, ”Piezoelectric Energy Harvesting Device Optimization by Synchronous Electric Charge Extraction,” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, vol. 16, pp. 865–876, 2005 vorgestellte Synchronous Electric Charge Extraction(SECE)-Interface eingesetzt, welches außerdem unabhängig vom Arbeitspunkt der angeschlossenen Last ist.In converters with intermediate coupling factors, the method described in E. Lefeuvre, A. Badel, C. Richard, and D. Guyomar, "Piezoelectric Energy Harvesting Device Optimization by Synchronous Electric Charge Extraction," Journal of Intelligent Material Systems and Structures, vol. 16, pp. 865-876, 2005, which is also independent of the operating point of the connected load.
Darüber hinaus gibt es noch das Double Synchronized Switch Harvesting(DSSH)-Interface, welches in M. Lallart, L. Garbuio, L. Petit, C. Richard, D. Guyomar, ”Double Synchronized Switch Harvesting (DSSH): A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics Freq. Contr., vol 55, pp. 2119–2130, 2008 beschrieben ist und das Enhanced Synchronized Switch Harvesting(ESSH)-Interface, offenbart in H. Shen, J. Qiu, H. Ji, K. Zhu, M. Balsi, ”Enhanced synchronized switch harvesting: A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction.” Smart Mater. Struct., 115017, 2010.In addition, there is the Double Synchronized Switch Harvesting (DSSH) interface, which is described in M. Lallart, L. Garbuio, L. Petit, C. Richard, D. Guyomar, "Double Synchronized Switch Harvesting (DSSH): A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction, "IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics Freq. Contr., Vol 55, pp. 2119-2130, 2008, and the Enhanced Synchronized Switch Harvesting (ESSH) interface disclosed in H. Shen, J. Qiu, H. Ji, K. Zhu, M. Balsi, "Enhanced synchronized switch harvesting: A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction. "Smart Mater. Struct., 115017, 2010.
Beide Verfahren basieren auf einer Kombination aus SSHI- und SECE-Interface, um deren Vorteile zu kombinieren. Eine nahezu vollständige Übersicht aller möglichen Interface-Schaltungen aus dem in diesem Gebiet bekannten Stand der Technik findet sich in D. Guyomar, M. Lallart, ”Recent Progress in Piezoelectric Conversion and Energy Harvesting Using Nonlinear Electronic Interfaces and Issues in Small Scale Implementation” Micromachines, vol. 2, pp. 274–294, 2011.Both methods are based on a combination of SSHI and SECE interface to combine their advantages. An almost complete overview of all possible interface circuits from the prior art known in the art can be found in D. Guyomar, M. Lallart, "Recent Progress in Piezoelectric Conversion and Energy Harvesting Using Nonlinear Electronic Interfaces and Issues in Small Scale Implementation "Micromachines, vol. 2, pp. 274-294, 2011.
Das Standard- und SSHI-Interface haben den großen Nachteil, dass die erzeugte Leistung abhängig vom Arbeitspunkt der Last (Speicherelement und/oder Verbraucher) ist. Das SECE-Interface hingegen liefert eine vom Lastelement unabhängige Leistung.The standard and SSHI interface have the great disadvantage that the power generated is dependent on the operating point of the load (memory element and / or consumer). The SECE interface, on the other hand, provides power independent of the load element.
Das Standard-, SSHI-, und das SECE-Interface haben den Nachteil, dass die maximal bereitgestellte Leistung des Wandlers von dessen Koppelfaktor abhängt. Demzufolge ist es notwendig, den Energiewandler an die speziellen Eigenschaften dieser Interface-Schaltungen anzupassen. Diese Einschränkung beim Entwurf des Wandlers führt dazu, dass das Gesamtsystem durch die Wandlercharakteristik limitiert ist. Außerdem verhindern die Herstellungstoleranzen des Wandlers eine optimale Anpassung an die jeweilige Interface-Schaltung.The standard, SSHI, and SECE interfaces have the disadvantage that the maximum power provided by the converter depends on its coupling factor. Consequently, it is necessary to adapt the energy converter to the specific characteristics of these interface circuits. This limitation in the design of the converter leads to the fact that the overall system is limited by the transducer characteristic. In addition, the manufacturing tolerances of the converter prevent optimal adaptation to the respective interface circuit.
Beim DSSH- sowie beim ESSH-Interface werden das SSHI- und das SECE-Interface kombiniert. Beide Verfahren sind unabhängig von der Last und können an Wandler beliebiger Kopplung angepasst werden.The DSSH and ESSH interfaces combine the SSHI and SECE interfaces. Both methods are independent of the load and can be adapted to converters of any coupling.
Der Nachteil dieser kombinierten Verfahren besteht in der doppelten Anzahl von verlustbehafteten Bauelementen gegenüber dem normalen SECE-Interface. Auch die Ansteuerelektronik ist beim DSSH- und ESSH-Interface komplexer als beim klassischen SECE-Interface. Die große Anzahl verlustbehafteter Bauelemente und die komplexe Ansteuerlogik mit hohem Eigenenergieverbrauch führen zu einem geringen Wirkungsgrad.The disadvantage of these combined methods is the double the number of lossy components compared to the normal SECE interface. The control electronics are more complex with the DSSH and ESSH interface than with the classic SECE interface. The large number of lossy components and the complex control logic with high own energy consumption lead to a low efficiency.
Aus D. GUYOMAR, M. LALLART: Recent Progress in Piezoelectric Conversion and Energy Harvesting Using Nonlinear Electronic Interfaces and Issues in Small Scale Implementation. In: Micromachines, 2011, 274–294 sind eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5 bekannt.From D. GUYOMAR, M. LALLART: Recent Progress in Piezoelectric Conversion and Energy Harvesting Using Nonlinear Electronic Interfaces and Issues in Small Scale Implementation. In: Micromachines, 2011, 274-294 an arrangement according to the preamble of
Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anordnung und Verfahren zur Erzeugung einer Spannung anzugeben, womit unabhängig von der Last und dem eingesetzten Wandler die Leistungsausbeute zur Speisung der angeschlossenen Last maximiert wird.Thus, the object of the invention is to provide an arrangement and method for generating a voltage, which is independent of the load and the converter used, the power output for feeding the connected load is maximized.
Weiterhin soll der Eigenverbrauch der Wandler-Anordnung minimiert und somit der Wirkungsgrad verbessert werden.Furthermore, the self-consumption of the transducer assembly is to be minimized and thus the efficiency can be improved.
Bei einer Anordnung zur Erzeugung einer Spannung wird daher vorgeschlagen, dass der elektronische Schalter einen Steuereingang aufweist, welcher mit einer Ansteuerschaltung zur Übertragung eines Ansteuersignals verbunden ist und dass die Spannungsversorgungsanschlüsse der Ansteuerschaltung mit den Ausgängen des Gleichrichters verbunden sind.In an arrangement for generating a voltage is therefore proposed that the electronic switch has a control input, which is connected to a drive circuit for transmitting a drive signal and that the power supply terminals of the drive circuit are connected to the outputs of the rectifier.
Der Schalter der Interface-Anordnung ist ein mit einem Steuersignal ansteuerbarer elektronischer Schalter. Das den Schalter steuernde Steuersignal wird von einer Ansteuerschaltung erzeugt, welche mit ihrem Steuerausgang mit dem Steuereingang des elektronischen Schalters verbunden ist. Die Erzeugung des Steuersignals erfolgt gemäß des in dieser Beschreibung dargestellten Verfahrens.The switch of the interface arrangement is a controllable with a control signal electronic switch. The control signal controlling the switch is generated by a drive circuit which is connected with its control output to the control input of the electronic switch. The generation of the control signal is carried out according to the method shown in this description.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ansteuerschaltung einen Spannungsteiler, einen elektronischen Schalter, einen Komparator, einen Maximumdetektor und ein Logikgatter aufweist.In one embodiment of the invention, it is provided that the drive circuit has a voltage divider, an electronic switch, a comparator, a maximum detector and a logic gate.
Ein erster Eingang der Ansteuerschaltung ist mit dem Spannungsausgang der Gleichrichteranordnung verbunden. Innerhalb der Ansteuerschaltung ist dieser Eingang mit dem Maximumdetektor, einem ersten Eingang eines Komparators und einem ersten Anschluss eines elektronischen Schalter P1 verbunden. Der Maximumdetektor weist einen Ausgang aus, welcher mit einem ersten Eingang eines Logikgatters verbunden ist. Der Ausgang dieses Logikgatters ist mit dem Steuereingang des elektronischen Schalters der Interface-Anordnung und dem Steuereingang des elektronischen Schalter P1, welcher innerhalb der Ansteuerschaltung angeordnet ist, verbunden.A first input of the drive circuit is connected to the voltage output of the rectifier arrangement. Within the drive circuit, this input is connected to the maximum detector, a first input of a comparator and a first terminal of an electronic switch P1. The maximum detector has an output which is connected to a first input of a logic gate. The output of this logic gate is connected to the control input of the electronic switch of the interface arrangement and the control input of the electronic switch P1, which is arranged within the drive circuit.
Der zweite Anschluss des elektronischen Schalters P1 ist über einen Spannungsteiler mit dem zweiten Anschluss der Gleichrichteranordnung verbunden. Der Mittelabgriff des Spannungsteilers ist mit einem zweiten Eingang des Komparators verbunden.The second terminal of the electronic switch P1 is connected via a voltage divider to the second terminal of the rectifier arrangement. The center tap of the voltage divider is connected to a second input of the comparator.
In einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass der Spannungsteiler ein kapazitiver Spannungsteiler ist. In a particular embodiment it is provided that the voltage divider is a capacitive voltage divider.
In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Logikgatter ein RS-Flipflop ist.In one embodiment of the invention it is provided that the logic gate is an RS flip-flop.
Der Spannungsteile kann mittels zweier einstellbarer Kapazitäten ausgeführt werden, da die Eingangsspannung V(t) eine Wechselspannung ist. Durch das Verändern der Werte der einstellbaren Kapazitäten kann der Zeitpunkt zur Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des elektronischen Schalters in der Interface-Anordnung genau eingestellt werden.The voltage part can be implemented by means of two adjustable capacitances, since the input voltage V (t) is an alternating voltage. By varying the values of the adjustable capacitances, the timing for generating a control signal for opening the electronic switch in the interface arrangement can be accurately adjusted.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Ladevorgang des Energiespeichermittels in einem Zeitpunkt t2' vor dem Erreichen des Nulldurchgangs der Eingangswechselspannung (V(t)) abgebrochen wird.In one embodiment, it is provided that the charging process of the energy storage device is terminated at a time t 2 'before reaching the zero crossing of the input AC voltage (V (t)).
Das klassische SECE-Verfahren wird derart modifiziert, sodass das Leistungsoptimum für beliebige als Verbraucher angeschlossene Lasten und Koppelfaktoren, zwischen dem Wandler und der Interface-Anordnung, eingestellt werden kann.The classical SECE method is modified in such a way that the power optimum for any loads and coupling factors connected as load, between the converter and the interface arrangement, can be adjusted.
Gemäß der Erfindung wird das in einem SECE-Interface übliche Schaltmittel mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens angesteuert. An dem prinzipiellen Aufbau des SECE-Interface selbst ändert sich nichts. Beim klassischen SECE-Interface wird ein Schalter als Schaltmittel eingesetzt und immer dann geschlossen, wenn die Eingangswechselspannung V(t) an den Wandlerklemmen maximal wird, und gleich danach, wenn die Spannung V(t) an den Wandlerklemmen Null wird, wieder geöffnet. Durch dieses Ansteuerverfahren tritt das Leistungsmaximum nur bei Wandlern mit einem bestimmten Kopplungsfaktor (Wandlerkenngröße) auf.According to the invention, the switching means customary in a SECE interface is controlled by means of the method according to the invention. Nothing changes in the basic structure of the SECE interface itself. In the classic SECE interface, a switch is used as the switching means and closed whenever the input AC voltage V (t) at the converter terminals becomes maximum, and then immediately after the voltage V (t) at the converter terminals becomes zero. By this driving method, the maximum power occurs only with converters with a certain coupling factor (converter characteristic).
Bei dem hier vorgestellten, erfindungsgemäß verbesserten SECE-Interface ist der Zeitpunkt des Öffnens des Schaltmittels nicht auf den Nulldurchgang der Spannung V(t) an den Wandlerklemmen festgelegt. Der elektronische Schalter wird im erfindungsgemäßen SECE-Interface zu einem Zeitpunkt geöffnet, in welchem die Klemmenspannung des Wandlers V(t) einen bestimmten, einstellbaren Wert erreicht. Dadurch kann das Leistungsmaximum zu anderen Koppelfaktoren hin verschoben werden. Daraus ergibt sich ein zusätzlicher Freiheitsgrad beim Entwurf des Wandlers für ein SECE-Interface.In the here presented, improved SECE interface according to the invention, the time of opening of the switching means is not set to the zero crossing of the voltage V (t) at the converter terminals. The electronic switch is opened in the SECE interface according to the invention at a time in which the terminal voltage of the converter V (t) reaches a specific, adjustable value. As a result, the power maximum can be shifted to other coupling factors. This results in an additional degree of freedom in the design of the converter for a SECE interface.
Das SECE-Interface kann durch die erfindungsgemäße Ansteuerung mit nahezu beliebigen Wandlern, hinsichtlich des erreichbaren Koppelfaktors, als auch beliebigen Systemen, welche die anzuschließende Last darstellen, derart betrieben werden, dass eine maximale Leistung erreicht wird.The SECE interface can be operated by the inventive control with almost any converters, in terms of achievable coupling factor, as well as any systems that represent the load to be connected, so that maximum performance is achieved.
Durch die Anpassung des SECE-Interface an Wandler mit nahezu beliebigem Koppelfaktor, können nun beide unabhängig voneinander entworfen und optimiert werden.By adapting the SECE interface to converters with almost any coupling factor, both can now be designed and optimized independently of each other.
Die geringe Anzahl von Bauelementen und der geringe Eigenverbrauch des SECE-Interface selbst erlauben einen hohen Wirkungsgrad und erweitern den möglichen Einsatzraum hin zu energieautarken Systemen. Dies sind Systeme, die nur sehr wenig Leistung erzeugen können und verbrauchen sollen, beispielsweise bei aufgrund von Platzbeschränkung oder geringer bzw. seltener Anregung des Wandlers.The small number of components and the low self-consumption of the SECE interface itself allow a high degree of efficiency and expand the possible application space towards energy self-sufficient systems. These are systems that can and should consume very little power, for example due to space constraints or low or rare excitation of the converter.
Weiterhin führt eine reduzierte Anzahl von Bauelementen zu einer Verringerung der Herstellkosten. Auch die Realisierung eines solchen Systems als integrierte Schaltung wird dadurch (Reduzierung Anzahl der Anschlüsse) begünstigt. Außerdem wird die Robustheit des Systems durch die reduzierte Anzahl von Bauelementen erhöht, da weniger potentielle Fehlerquellen, wie beispielsweise kalte Lötstellen, vorhanden sind.Furthermore, a reduced number of components leads to a reduction in manufacturing costs. The implementation of such a system as an integrated circuit is thereby favored (reducing the number of connections). In addition, the robustness of the system is increased by the reduced number of components, since there are fewer potential sources of error, such as cold solder joints.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zeitpunkt t2' einstellbar ist.In one embodiment of the invention, it is provided that the time t 2 'is adjustable.
Das Verfahren sieht vor, dass der Abschaltzeitpunkt für den Ladevorgang des Energiespeichermittels beliebig einstellbar ist. Derart kann eine Anpassung an verschiedene Koppelfaktoren, beispielsweise zwischen einem Piezowandler und der Interface-Anordnung, erreicht werden. Da die Piezowandler auch bei Anwendung des gleichen Herstellungsverfahrens mit den gleichen Herstellungsschritten in ihren Parametern voneinander abweichen, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine optimale Anpassung erreicht werden.The method provides that the switch-off for the charging of the energy storage means is arbitrarily adjustable. In this way, adaptation to different coupling factors, for example between a piezo transducer and the interface arrangement, can be achieved. Since the piezoelectric transducers deviate from one another in their parameters even when the same production method is used with the same production steps, optimum adaptation can be achieved by means of the method according to the invention.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zeitpunkt t2' entsprechend der Größe einer gewünschten Restspannung V(t2') nach V(t2') = qVM mit einem Faktor q im Bereich zwischen Null und Eins einstellbar ist.In one embodiment, it is provided that the time t 2 'can be set according to the magnitude of a desired residual voltage V (t 2 ') to V (t 2 ') = qV M with a factor q in the range between zero and one.
Es ist vorgesehen, den Schaltzeitpunkt t2' entsprechend einer gewünschten Restspannung der Eingangswechselspannung V(t) auszuwählen. Zu diesem Zweck kann ein Verhältnis der momentanen Spannung im Moment des Schaltens des elektronischen Schalters zur Unterbrechung des Ladevorgangs des Energiespeichermittels und der maximalen Amplitude VM der Eingangswechselspannung V(t) gebildet werden. Mit Einführung eine Faktors q, welcher den Wertebereich zwischen Null und Eins annehmen kann lässt sich dieses Verhältnis gemäß V(t2') = qVM darstellen. It is intended to select the switching time t 2 'according to a desired residual voltage of the input AC voltage V (t). For this purpose, a ratio of the instantaneous voltage at the moment of switching the electronic switch to interrupt the charging of the energy storage means and the maximum amplitude V M of the input AC voltage V (t) may be formed. By introducing a factor q, which can assume the value range between zero and one, this ratio can be represented according to V (t 2 ') = qV M.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Faktor q mittels eines kapazitiven Spannungsteilungsmittels gemäß q = C2/(C1 + C2) einstellbar ist.In a further embodiment, it is provided that the factor q can be set by means of a capacitive voltage division means according to q = C 2 / (C 1 + C 2 ).
Eine mögliche Realisierung zur Einstellung des Schaltzeitpunkts t2' liegt in der Nutzung eines kapazitiven Spannungsteilers, über welchem die Eingangswechselspannung (V(t)) zumindest mittelbar anlegbar ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Eingangswechselspannung (V(t)) vor dem Anlegen an den Spannungsteiler gleichzurichten.One possible realization for setting the switching time t 2 'is the use of a capacitive voltage divider, via which the input AC voltage (V (t)) can be applied at least indirectly. Another possibility is to rectify the AC input voltage (V (t)) before applying to the voltage divider.
Der Faktor q kann immer durch das Verhältnis der Kapazitäten gemäß q = C2/(C1 + C2) eingestellt werden.The factor q can always be set by the ratio of the capacities according to q = C 2 / (C 1 + C 2 ).
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawings shows
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit dem die von einem angeregten Wandler bereitgestellte elektrische Energie mit möglichst hohem Wirkungsgrad einem Speicherbauelement (großer Kondensator oder Akku) oder einem Verbraucher direkt zu Verfügung gestellt werden soll. Es können beliebige Energiequellen genutzt werden, solange sich das elektrische Teilsystem des Wandlers oder der Quelle als hochohmige Wechselsignalquelle modellieren lässt. Diese Schaltung, die dieses Verfahren realisiert, wird im Folgenden als Interface bezeichnet.The invention relates to a method by which the electrical energy provided by an excited converter with the highest possible efficiency of a memory device (large capacitor or battery) or a consumer should be made available directly. It can be used any energy sources, as long as the electrical subsystem of the converter or the source can be modeled as a high-impedance alternating signal source. This circuit, which implements this method, is referred to below as an interface.
Zunächst werden die Grundlagen zur Herleitung des aus dem Stand der Technik bekannten SECE-Verfahrens (Synchronous Electric Charge Extraction) beschrieben.First, the basics for the derivation of the known from the prior art SECE method (Synchronous Electric Charge Extraction) will be described.
Ein Piezowandler lässt sich als Feder-Masse-System, wie in der
Dieses System kann durch ein Differentialgleichungssystem aus (1) und (2) beschrieben werden:
Hierbei werden die nachfolgend beschriebenen Symbole verwendet:
- M
- – Masse
- K
- – Federkonstante
- C
- – mechanischer Verlustkoeffizient (Reibungskoeffizient)
- α
- – Wandlungskoeffizient
- CP
- – Piezowandlerkapazität
- F(t)
- – Kraft,
- u(t)
- – Auslenkung,
- I(t)
- – Ausgangsstrom,
- V(t)
- – Ausgangsspannung
- M
- - Dimensions
- K
- - Spring constant
- C
- - mechanical loss coefficient (friction coefficient)
- α
- - conversion coefficient
- C P
- - Piezo converter capacity
- F (t)
- - Force,
- u (t)
- - deflection,
- I (t)
- Output current,
- V (t)
- - Output voltage
Die in der
Die für die Herleitung notwendigen Signalverläufe sind in der
Für die Herleitung wurden folgende Annahmen getroffen:
- • alle Dioden haben eine Schwellspannung von 0 V
- • alle Bauelemente sind verlustlos
- • der Wandler wird mit einer sinusförmigen Kraft F(t) mit der Amplitude FM bei seiner Resonanz betrieben
- • Aufgrund der Filterwirkung des Feder-Masse-Systems wird angenommen, dass die Auslenkung u(t) und damit auch die Geschwindigkeit der Auslenkung
u .(t) - • Es wird angenommen, dass das Zeitintervall [t1...t2] sehr klein gegenüber der Schwingungsperiode des Piezowandlers ist. Das Intervall [t1...t2] in
der 3 ist lediglich zu Erklärungszwecken vergrößert dargestellt.
- • all diodes have a threshold voltage of 0V
- • all components are lossless
- • The transducer is operated with a sinusoidal force F (t) with the amplitude F M at its resonance
- • Due to the filtering effect of the spring-mass system, it is assumed that the deflection u (t) and thus also the speed of the deflection
and (t) - • It is assumed that the time interval [t1 ... t2] is very small compared to the oscillation period of the piezo converter. The interval [t1 ... t2] in the
3 is shown enlarged only for explanatory purposes.
Vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 ist der Schalter
Der Schalter
Das Umladen der Energie von CP 6 nach L 7 geschieht sehr schnell, da die Schwingungsperiode des Piezowandlers
Also wird dem SECE-Interface pro Schwingungsperiode des Piezos eine Energie von: auf die Speicherkapazität CS 10 transferiert. Der Faktor 2 ist begründet durch die positive und negative Halbwelle.So, the SECE interface gets an energy of: transferred to the
Das entspricht einem über die Zeit gemittelten Leistungsfluss von: This corresponds to a power flow averaged over time of:
Weil der Wandler
Wenn man nun das Integral (5) mit den Randbedingungen aus (6) löst, ergibt sich für VM: If one solves the integral (5) with the boundary conditions of (6), then for V M :
Aus (6) ergibt sich die Berechnung der Stromamplitude IM zu αωPuM (uM – Amplitude der Auslenkung). Für VM ergibt sich damit: From (6) the calculation of the current amplitude I M results in αω P u M (u M - amplitude of the deflection). For V M this results in:
Wenn man nun (8) in (4) einsetzt, erhält man den Leistungsfluss in Abhängigkeit von der Amplitude der Auslenkung uM: If one now uses (8) in (4), one obtains the power flow as a function of the amplitude of the displacement u M :
Dieser ist nur noch abhängig von der Amplitude der Auslenkung uM. Um nun uM zu berechnen, wird eine Leistungsbilanz bei Resonanz aufgestellt. Für eine Leistungsbilanz muss (1) auf beiden Seiten mit der Auslenkungsgeschwindigkeit
Bei einer Resonanz ist die Energie in einem Schwingkreis konstant (die Energie wird zwischen Feder und Masse ständig hin- und her getauscht), d. h., dass keine Leistung in Feder und Masse gespeist wird. Die komplette Leistung, die zugeführt wird, geht zum einen in den Dämpfer C als mechanische Verluste und zum anderen wird sie in die elektrische Leistung P gewandelt.At a resonance, the energy in a resonant circuit is constant (the energy is constantly switched back and forth between spring and mass), d. h. that no power in spring and ground is fed. The complete power that is supplied, on the one hand in the damper C as mechanical losses and on the other hand, it is converted into the electric power P.
Damit ergibt sich folgende Leistungsbilanz (P wurde in (9) berechnet): This results in the following current account (P was calculated in (9)):
F(t)
Aufgrund der Tatsache, dass
Mit (11) und (12) kann nun uM berechnet werden: With (11) and (12) u M can now be calculated:
Wenn man nun (13) in (9) einsetzt, erhält man die auf den Speicher Cs übertragene Leistung in Abhängigkeit von der Kraftamplitude FM.If one now uses (13) in (9), the power transferred to the memory Cs is obtained as a function of the force amplitude F M.
Die maximal übertragbare Leistung beträgt: The maximum transferable capacity is:
Eine Kennzahl, die die Parameter des Piezos zusammenfasst, ist das Produkt aus elektromechanischer Kopplung k2 und Gütefaktor des mechanischen Feder-Masse-Systems Qm: A key figure that summarizes the parameters of the piezos is the product of electromechanical coupling k 2 and quality factor of the mechanical spring-mass system Q m :
Wenn man nun (16) in (14) einsetzt und diese entstehende Gleichung auf (15) normiert, erhält man: If one now uses (16) in (14) and normalizes this resulting equation to (15), one obtains:
Gleichung (17) beschreibt die übertragene Leistung in Abhängigkeit von den Piezoparametern (in Form von k2Qm), normiert auf die maximal übertragbare Leistung (ohne Abhängigkeit von der Größe der eingespeisten Kraft FM). Diese Funktion eignet sich sehr gut zum Vergleichen verschiedener Verfahren. Aus (17) ergibt sich die normierte Darstellung P/Pmax im Diagramm in
Diesem Diagramm in
Dazu muss das Standard-Interface jedoch noch mit einem optimalen Lastwiderstand abgeschlossen werden.However, the standard interface still has to be terminated with an optimal load resistor.
Das Problem mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass die mit jedem Zyklus vom Piezowandler
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung des SECE-Interface
Wie aus der
Im Vergleich zu (3) ist damit die pro Piezoperiode gewandelte Energie: In comparison with (3), the energy converted per piezoelectric period is thus:
Die über die Zeit gemittelte Leistung ist damit: The performance averaged over time is thus:
VM kann wieder durch Lösen von (5) berechnet werden. Diesmal allerdings mit der Randbedingung V(t0) = –qVM (siehe
Durch Einsetzen von (20) in (19) erhält man: Inserting (20) in (19) gives:
Wie schon bei der Herleitung des alten SECE-Verfahrens, kann uM durch Auswerten der Leistungsbilanz bei Resonanz bestimmt werden. Es ergibt sich: As with the derivation of the old SECE method, u M can be determined by evaluating the power balance at resonance. It follows:
Mit (21) und (22) lässt sich nun die übertragene Leistung in Abhängigkeit von der Kraft FM und des Verhältnisses q berechnen.With (21) and (22), the transmitted power can now be calculated as a function of the force F M and the ratio q.
Gleichung (23) zeigt, dass die Leistung durch Variation von q beeinflusst werden kann. Wenn q = 0 ist, dann entspricht Gleichung (23) exakt der Gleichung (14), was dem klassischem SECE-Betrieb entspricht. Durch Einsetzen von (16) in (23) und Normieren der so entstandenen Gleichung auf (15) erhält man: Equation (23) shows that the power can be influenced by varying q. If q = 0, then equation (23) exactly matches equation (14), which corresponds to classic SECE operation. Substituting (16) into (23) and normalizing the resulting equation to (15) yields:
Diese Gleichung ist im Diagramm (
Wie beim klassischen SECE-Verfahren ist der Schalter 5 vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 geöffnet. Wenn dann zum Zeitpunkt t1 die Spannung V(t) und damit die Energie auf der Kapazität CP 6 maximal wird, wird der Schalter
Doch anstelle zu warten bis der Energietransport in die Spule L 7 vollständig abgeschlossen ist (V(t) = 0), wird nun der Schalter
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Parameter q variabel im Bereich zwischen 0 bis 1 einstellbar ist. Derart wird erreicht, dass mit diesem neuartigen SECE-Verfahren von Wandlern mit nahezu beliebiger Kopplung die maximale Leistung entnommen wird. In der
Zum Vergleich wurde noch die Kennlinie des Standard-Interface hinzugefügt.For comparison, the characteristic of the standard interface has been added.
Das Schaltmittel
Eine mögliche nur beispielhafte Realisierung der Ansteuerschaltung
Die Ansteuerschaltung ist mit ihren Spannungsversorgungseingängen mit der in der Interface-Anordnung angeordneten Gleichrichterschaltung verbunden. Derart wird sichergestellt das die Gesamtanordnung ohne eine externe- oder interne zusätzliche Spannungsquelle arbeitet.The drive circuit is connected with its voltage supply inputs to the arranged in the interface arrangement rectifier circuit. This ensures that the overall arrangement works without an external or internal additional voltage source.
Außer zur Spannungsversorgung der Elemente der Ansteuerschaltung ist der Spannungseingang zur Detektion eines Spannungsmaximums der Eingangswechselspannung V(t) mit dem Eingang eines Maximumdetektors
Das Durchschalten des Schalters P1 16 bewirkt, dass die Eingangswechselspannung V(t) über diesen Schalter auch am Spannungsteiler
Den Faktor q kann man mithilfe eines kapazitiven Spannungsteilers
Der Schalter P1 16 ist die ganze Zeit geschlossen, sodass über den Spannungsteiler
Über die Teilkapazität C2 des Spannungsteilers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Anordnung zur SpannungserzeugungArrangement for voltage generation
- 22
- Wandlerconverter
- 33
- Interface-Anordnung (SECE)Interface arrangement (SECE)
- 44
- Wechselstromquelle αu .AC power source αu.
- 55
- elektronisches Schaltmittel/Schalterelectronic switching device / switch
- 66
- Kapazität Cp Capacity C p
- 77
- Induktivität LInductance L
- 88th
- Strom IElectricity I
- 99
- Diodediode
- 1010
- Kapazität Cs Capacity C s
- 1111
- Gleichrichterrectifier
- 1212
- Ausgang/Ausgangsspannung Ua Output / output voltage U a
- 1313
- Ansteuerschaltungdrive circuit
- 1414
- kapazitiver Spannungsteilercapacitive voltage divider
- 1515
- Maximumdetektorsmaximum detector
- 1616
- Schalter P1Switch P1
- 1717
- Komparatorcomparator
- 1818
- RS-FlipflopRS flip-flop
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013105585.0A DE102013105585B4 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Arrangement and method for generating a voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013105585.0A DE102013105585B4 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Arrangement and method for generating a voltage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013105585A1 DE102013105585A1 (en) | 2014-12-04 |
DE102013105585B4 true DE102013105585B4 (en) | 2017-12-28 |
Family
ID=51899231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013105585.0A Expired - Fee Related DE102013105585B4 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Arrangement and method for generating a voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013105585B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3306802B1 (en) | 2016-10-10 | 2019-12-04 | Universite Paris-Sud | Synchronous controlling method for interface and optimization of a piezoelectric energy harvesting device, controlling circuit and interface circuit |
-
2013
- 2013-05-30 DE DE102013105585.0A patent/DE102013105585B4/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
BADEL, A.; GUYOMAR, D.; LEFEUVRE, E.; RICHARD, C.: Efficiency Enhancement of a Piezoelectric Energy Harvesting Device in Pulsed Operation by Synchronous Charge Inversion. In: Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2005, 889-901. |
GUYOMAR, D.; LALLART, M.: Recent Progress in Piezoelectric Conversion and Energy Harvesting Using Nonlinear Electronic Interfaces and Issues in Small Scale Implementation. In: Micromachines, 2011, 274-294. |
LALLART, M.; GARBUIO, L.; PETIT, L.; RICHARD, C.; GUYOMAR, D.: Double Synchronized Switch Harvesting (DSSH): A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction. In: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics Freq. Contr., 2008, 2119-2130. |
LEFEUVRE, E.; BADEL, A.; RICHARD, C.; GUYOMAR, D.: Piezoelectric Energy Harvesting Device Optimization by Synchronous Electric Charge Extraction. In: Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2005, 865-876. |
SHEN, H.; QIU, J.; JI, H.; ZHU, K.; BALSI, M.: Enhanced synchronized switch harvesting: A new energy harvesting scheme for efficient energy extraction. In: Smart Mater. Struct., 2010, 1-14. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102013105585A1 (en) | 2014-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2225824B1 (en) | Voltage transformer circuit and method for feeding power into an energy accumulator in a pulsed manner | |
DE102012210642A1 (en) | Systems and methods for power transmission based on the resonant coupling of inductors | |
EP2709257A2 (en) | Power converter circuit and method for controlling the power converter circuit | |
DE102014220224A1 (en) | Method and system for the contactless charging of a battery-operated object | |
DE102020118393A1 (en) | CONTACTLESS POWER SUPPLY DEVICE | |
DE102014226716A1 (en) | Voltage doubling and voltage doubling methods for use in PMW mode | |
DE102013105585B4 (en) | Arrangement and method for generating a voltage | |
EP2266184A1 (en) | Device and method for converting a potential | |
DE112019007146T5 (en) | WIRELESS ENERGY SUPPLY SYSTEM AND ENERGY RECEIVER | |
DE102018105590A1 (en) | Inductive sensor and method for operating an inductive sensor | |
WO2012048691A2 (en) | Method and device for electrically exciting an actuator for an ultrasonic motor | |
DE102020118392A1 (en) | CONTACTLESS POWER SUPPLY DEVICE AND TRANSMITTER DEVICE | |
DE102010015660A1 (en) | Circuit arrangement for switching capacitor in e.g. switching power supply, has switching element controlling switch device, such that switch device cancels short-circuit of capacitor when preset charge state of capacitor is reached | |
DE102020132640B3 (en) | Efficient drive for piezoelectric inertia motors | |
WO2015154944A1 (en) | Device and method for generating energy | |
DE102012018740B4 (en) | Apparatus and method for ultrasonic energy generation by current pulses in the wide Leistungsunsbereich and with high efficiency | |
AT14723U1 (en) | Power factor correction with detection of zero crossings | |
DE10250213A1 (en) | Circuit structure for generating ultrasound has a voltage-fed half bridge circuit with two controllable electronic switches and two capacitors forming a passive capacitor branch | |
DE102009032422B4 (en) | Device and method for increasing an output voltage of an energy generator | |
EP2804229A1 (en) | Circuit for the bipolar charge recovery of a piezoelectric actuator, method for controlling the drive and micro-mechanical drive | |
EP2924868B1 (en) | Circuit and method for driving a piezoelectric actuator | |
DE10328623B4 (en) | Converter circuit and internal combustion engine | |
EP2586122B1 (en) | Method for operating control equipment of a resonance circuit and control equipment | |
DE102007059349A1 (en) | Load adjustment device for power management application specific integrated circuit of micro system, has device such as switch and switching electric rectifier, for reducing medium electric current flowing through electrical consumer | |
DE102010051088A1 (en) | Device for impedance matching |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |