压电式器件简化振动能量收集原理介绍

图 2 中示出的电路采用了一个小型压电换能器，用于将机械振动转换为一个AC 电压电源，以馈入LTC3588-1的内部桥式整流器。它能够收集小的振动能源并生成系统电源，而没有使用传统的电池电源。

LTC3588-1是一款超低静态电流电源，专为能量收集和/或低电流降压应用而设计。该器件可直接连接至一个压电电源或AC电源，对电压波形进行校正并将收集的能量存储在一个外部电容器上，通过一个内部并联稳压器泄放任何多余的功率并借助一个毫微功率高效降压型稳压器来保持一个已调输出电压。

LTC3588-1的内部全波桥式整流器可通过两个差分输入来使用，即负责对AC输入进行整流的PZ1和PZ2。该整流输出随后被存储在位于 VIN引脚上的一个电容器上，并可用作降压型转换器的能量储存器。低损耗桥式整流器具有一个约400mV的总压降和典型压电生成电流 (一般在10μA左右)。该电桥能够传输高达50mA的电流。当VIN引脚上拥有足够的电压时，降压型转换器将被使能以产生一个稳压输出。

降压型稳压器采用了一种迟滞电压算法，以通过来自VOUT检测引脚的内部反馈对输出加以控制。降压型转换器通过一个电感器将一个输出电容器充电至一个略高于调节点的数值。它通过利用一个内部PMOS开关使电感器电流斜坡上升至260mA、并随后利用一个内部NMOS开关使电感器电流斜坡下降至零以完成该任务，从而有效地将能量输送至输出电容器。其提供稳压输出的迟滞方法降低了因FET开关操作所引起的损耗，并在轻负载条件下保持了一个输出。降压型转换器在其执行开关操作时提供了一个最小100mA的平均负载电流。

压电式器件简化振动能量收集原理

虽然“能量收集”自 2000 年初就已出现，但只是凭借近期的技术发展才将其推进至商业化阶段。简而言之，2010 年我们处在一个转折点并将迎来其“成长”阶段。运用能量收集技术的楼宇自动化传感器应用已经在欧洲得到推广，这说明其成长阶段可能已拉开序幕。