自供电的同步电荷提取电路的优化设计

利用压电元件的压电效应将外界振动产生的机械能转化为电能是当前一种有效的俘能方法。将压电元件表面累积的电荷进行有效提取是这种俘能方法的关键。因此,高效的电荷提取电路的设计显得特别重要。本文提出了一种自供电同步电荷提取电路SP-OSCE（Self-Powered Optimized Synchronous Charge Extraction Circuit）,使用两个无源的极值检测电路检测压电元件输出信号的正负极值并在极值点进行能量提取。所提出的SP-OSCE电路采用整流电路、极值检测电路元件复用的方法,从而避免了传统的整流桥结构;电路不但提取了压电元件受夹电容中的电荷,而且将检测电容中所积累的电荷提取到电感上,提高了能量的转换效率。通过Multisim建模仿真验证了所设计电路的有效性,进而进行了物理验证,实验表明与仿真结果相吻合。