专利汇可以提供一种压电式沥青路面电能收集装置及其收集方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于新 能源 收集转化技术领域,公开了一种压电式 沥青 路面 电能 收集装置及其收集方法,包括电能收集 电路 (5)和 压电换能器 (1);电能收集电路(5)包含整流模 块 (6)、滤波电容明通过压电换能器(1)、整流模块(6)、滤波电容(7)、 电压 转换器(8)、第一充电电容(17)和对第一充电电容(17)的充电功率进行限定管理的脉冲充电单元21,可以使第一充电电容的输入功率稳定在第二充电电容的输出功率的一半左右,能够使第一充电电容稳定地储存压电换能器产生的电量。(7)、电压转换器(8)和第一充电电容(17);本发,下面是一种压电式沥青路面电能收集装置及其收集方法专利的具体信息内容。
1.一种压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,包括电能收集电路(5)和设置在沥青路面(2)内的压电换能器(1);其中,所述电能收集电路(5)包含处理器(3)、整流模块(6)、滤波电容(7)、电压转换器(8)和第一充电电容(17);
所述压电换能器(1)的电压输出端的正、负极分别通过导线和所述整流模块(6)的电压输入端的正、负极对应连接;所述整流模块(6)的电压输出端的正极分别与所述滤波电容(7)的正极和所述电压转换器(8)的输入端连接,所述整流模块(6)的电压输出端的负极分别与所述滤波电容(7)的负极、所述电压转换器(8)的接地端、所述电压转换器(8)的最大功率点控端、所述电压转换器(8)的电流辅助端及所述第一充电电容(17)的负极连接,所述第一充电电容(17)的负极接地;所述电压转换器(8)的主输出端和所述第一充电电容(17)的正极连接;所述电压转换器(8)的使能端和所述处理器(3)的电流导通或断开指令输出端连接,所述电压转换器(8)的辅助输出端和处理器(3)的电压输入端连接;
所述电压转换器(8)的辅助输出端向所述处理器(3)的电压输入端输入辅助电压,所述处理器(3)设有电压阈值,所述处理器(3)将辅助电压的值与电压阈值进行比较并做出判断,当辅助电压的值大于所述电压阈值时,处理器(3)的电流导通或断开指令输出端给所述电压转换器(8)的使能端发出使主输出端电流导通的信号,所述电压转换器(8)的主输出端输出电流。
2.根据权利要求1所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述电能收集电路(5)还设有脉冲充电单元(21),所述脉冲充电单元(21)包括:第二充电电容(9)、第一场效应管(11)、电压比较器(13)、第二场效应管(14)、第一电阻(15)、第二电阻(16)和稳压二极管(18);
所述第二充电电容(9)的正极分别与所述电压转换器(8)的输出端、所述第二场效应管(14)的源极及所述第一电阻(15)的一端连接,所述第二充电电容(9)的负极分别与所述第一场效应管(11)的源极、所述电压比较器(13)的公共地端、所述第二电阻(16)的一端及所述第一充电电容(17)的负极连接;所述第二场效应管(14)的栅极与所述第一场效应管(11)的漏极连接,所述第二场效应管(14)的漏极与所述第一充电电容(17)的正极连接;所述电压比较器(13)的输入端的正极分别与所述第一电阻(15)的另一端及所述第二电阻(16)的另一端连接,所述电压比较器(13)输入端的负极与所述稳压二极管(18)的输出端连接,所述稳压二极管(18)的输入端与所述电压转换器(8)的主输出端连接;所述电压比较器(13)的输出端与所述第一场效应管(11)的栅极连接。
3.根据权利要求1所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述电能收集电路(5)还包括补偿电容(20),所述整流模块(6)的电压输出端的负极连接所述补偿电容(20)的负极,所述补偿电容(20)的正极与所述电压转换器(8)的电流辅助端连接。
4.根据权利要求2所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述脉冲充电单元(21)还包括:第三电阻(10)和第一电容(12),所述第三电阻(10)的一端与所述第二充电电容(9)的正极连接,所述第三电阻(10)的另一端与所述第一场效应管(11)的漏极连接;所述第一电容(12)的一端与第二充电电容(9)的正极连接,第一电容(12)的另一端与所述第二场效应管(14)的漏极连接。
5.根据权利要求2所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述第一场效应管(11)、第二场效应管(14)分别为P型场效应管。
6.根据权利要求1所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述电压转换器(8)的型号为LTC3105。
7.一种压电式沥青路面电能收集装置的收集方法,所述收集方法应用于如权利要求1-
6任一项所述的压电式沥青路面电能收集装置,其特征在于,所述压电式沥青路面电能收集装置还包括电压电流检测装置(4),所述电压电流检测装置(4)和所述第一充电电容(17)的两端连接,所述收集方法包括:
当车辆驶过沥青路面(2)时,对埋在沥青路面(2)内的压电换能器(1)产生挤压,压电换能器(1)将车辆作用在其上的机械能转换成电能,产生交流电流;
所述交流电流通过导线流入整流模块(6),整流模块(6)将交流电流转换成直流电流,所述直流电流包含有整流模块(6)将交流电流转换成直流电流时产生的高次谐波;
所述直流电流进入滤波电容(7),滤波电容(7)将直流电流中包含的高次谐波滤除,得到高次谐波滤除后的直流电流;
所述高次谐波滤除后的直流电流进入电压转换器(8),处理器(3)对所述电压转换器(8)的辅助输出端输出的辅助电压进行判断,当辅助电压大于所述处理器(3)内设定的电压阈值时,处理器(3)的电流导通或断开指令输出端给所述电压转换器(8)的使能端发出使主输出端电流导通的信号,所述电压转换器(8)的主输出端输出第一电压和第一电流;
所述第一电流进入所述脉冲充电单元(21),所述脉冲充电单元(21)输出第四电流;
所述第四电流流入所述第一充电电容(17),对所述第一充电电容(17)进行充电,所述电压电流检测装置(4)实时对所述第一充电电容(17)两端的电压或电流进行测量,并实时得到第一充电电容(17)两端的电压值或电流值,即可通过公式P=CU2/2或P=I2R,得出第一充电电容(17)两端的充电功率,从而对沥青路面(2)的电能收集情况进行实时监控。
8.根据权利要求7所述的压电式沥青路面电能收集装置的收集方法,其特征在于,所述第一电流进入所述脉冲充电单元(21),所述脉冲充电单元(21)输出第四电流的过程包括:
所述第一电流流入所述第二充电电容(9),对所述第二充电电容(9)进行充电;当第二充电电容(9)两端的电压值大于第一电压的值时,所述第二充电电容(9)开始反向放电,得到第二电压和第二电流;
所述第二电流依次流入第一电阻(15)和第二电阻(16),第一电阻(15)和第二电阻(16)对所述第二电压进行分压形成第三电压和第三电流;
所述第三电流流入所述电压比较器(13),电压比较器(13)将所述第三电压和所述第一电压进行比较,当第三电压的值大于第一电压的值时,所述电压比较器(13)输出第四电流给第一场效应管(11),使第一场效应管(11)、第二场效应管(14)和第一充电电容(17)的线路导通。
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