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龍圖騰網獲悉寧波大學申請的專利一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120090495B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510578716.8，技術領域涉及：H02N2/18；該發明授權一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統是由夏樺康;王越;王瀟;杜雪蓮;陳光明設計研發完成，并于2025-05-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統在說明書摘要公布了：本發明公開了一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統，包括磁電振動俘能器、電能轉換電路、控制電路和冷啟動電路，控制電路先根據磁電振動俘能器的開路電壓與短路電流計算得到磁電振動俘能器的內部阻抗模，再根據磁電振動俘能器的內部阻抗模對電能轉換電路進行調節，實現阻抗模匹配，并利用擾動觀察法調節電能轉換電路的輸出最大功率，從而實現最大功率點跟蹤；優點是擾動單一參數就能夠實現最大功率點的快速準確追蹤，能量轉換效率較高，且整體電路結構簡單。

本發明授權一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統在權利要求書中公布了：1.一種能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統，包括磁電振動俘能器、電能轉換電路、控制電路和冷啟動電路，所述的磁電振動俘能器用于將振動能量轉換為交流電壓V E 輸出，所述的電能轉換電路用于將所述的交流電壓V E 轉換為供電電壓V CC 輸出，所述的控制電路用于在所述的供電電壓V CC 達到其內部工作電壓時進入工作狀態，控制所述的電能轉換電路對所述的交流電壓V E 進行最大功率點跟蹤，所述的冷啟動電路用于在所述的供電電壓V CC 未達到所述的控制電路內部工作電壓時進入工作狀態，使所述的供電電壓V CC 增大至達到所述的控制電路內部工作電壓，其特征在于所述的控制電路控制所述的電能轉換電路進行最大功率點跟蹤的具體方式為：所述的控制電路先根據所述的磁電振動俘能器的開路電壓與短路電流計算得到所述的磁電振動俘能器的內部阻抗模，再根據所述的磁電振動俘能器的內部阻抗模對所述的電能轉換電路內部的輸入內阻進行調節，實現阻抗模匹配，并利用擾動觀察法擾動所述的電能轉換電路內部的升壓整流電壓，調節所述的電能轉換電路輸出最大功率，從而實現最大功率點跟蹤； 所述的磁電振動俘能器具有正輸出端和負輸出端，電能轉換電路具有五個輸入端、輸入輸出端和兩個輸出端，控制電路具有五個輸入端、電源端和三個輸出端，冷啟動電路具有兩個輸入端、控制端和輸出端；磁電振動俘能器的正輸出端分別與電能轉換電路的第一輸入端、控制電路的第一輸入端和冷啟動電路的第一輸入端連接，磁電振動俘能器的負輸出端分別與電能轉換電路的第二輸入端、控制電路的第二輸入端和冷啟動電路的第二輸入端連接，電能轉換電路的第三輸入端與控制電路的第一輸出端連接，電能轉換電路的第四輸入端與控制電路的第二輸出端連接，電能轉換電路的第五輸入端與控制電路的第三輸出端連接，電能轉換電路的輸入輸出端分別與冷啟動電路的輸出端和控制電路的第三輸入端連接，電能轉換電路的第一輸出端與控制電路的第四輸入端連接，電能轉換電路的第二輸出端作為磁電振動俘能系統的輸出端，控制電路的電源端和電能轉換電路的第二輸出端連接； 電能轉換電路包括電能存儲器、升壓整流電路、電源管理電路和兩個模擬開關，升壓整流電路具有四個輸入端和兩個輸出端，電源管理電路具有輸入端、儲能端和輸出端，電能存儲器具有正端和負端，第一模擬開關具有兩個輸入端、控制端和兩個輸出端，第二模擬開關具有輸入端、控制端和輸出端；第一模擬開關的兩個輸入端為電能轉換電路的兩個輸入端，第一模擬開關的兩個輸出端和升壓整流電路的第一輸入端和第二輸入端連接，升壓整流電路的第一輸出端為電能轉換電路的第一輸出端，升壓整流電路的第三輸入端為電能轉換電路的第三輸入端，升壓整流電路的第四輸入端為電能轉換電路的第四輸入端，升壓整流電路的第二輸出端和第二模擬開關的輸入端連接，且其連接端為電能轉換電路的輸入輸出端，第二模擬開關的控制端為電能轉換電路的第五輸入端，第二模擬開關的輸出端與電源管理電路的輸入端連接，電源管理電路的儲能端與電能存儲器的正端連接，電能存儲器的負端接地，電源管理電路的輸出端為電能轉換電路的第二輸出端，第一模擬開關的控制端和電源管理電路的輸出端連接； 所述的升壓整流電路包括第一二極管、第二二極管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一電容和第一電阻，所述的第一電容為電解電容，所述的第一二極管的正極和所述的第一NMOS管的漏極連接，且其連接端為所述的升壓整流電路的第一輸入端，所述的第二二極管的正極和所述的第二NMOS管的漏極連接，且其連接端為所述的升壓整流電路的第二輸入端，所述的第一二極管的負極、所述的第二二極管的負極、所述的第一電容的正端連接，且其連接端為所述的升壓整流電路的第二輸出端，所述的第一NMOS管的源極和所述的第一電阻的一端連接，且其連接端為所述的升壓整流電路的第一輸出端，所述的第二NMOS管的源極、所述的第一電容的負端和所述的第一電阻的另一端均接地，所述的第一NMOS管的柵極為所述的升壓整流電路的第三輸入端，所述的第二NMOS管的柵極為所述的升壓整流電路的第四輸入端； 所述的控制電路包括極性檢測電路、時序控制電路、微控制器和電流檢測電路，所述的極性檢測電路具有兩個輸入端和輸出端，所述的時序控制電路具有三個輸入端和兩個輸出端，微控制器具有PWM輸出端、兩個輸出端、兩個輸入端和電源端，電流檢測電路具有電源端、輸入端和輸出端；極性檢測電路的第一輸入端為控制電路的第一輸入端，極性檢測電路的第二輸入端為控制電路的第二輸入端，極性檢測電路的輸出端與時序控制電路的第一輸入端連接，時序控制電路的第二輸入端與微控制器的PWM輸出端連接，時序控制電路的第三輸入端與微控制器的第一輸出端連接，時序控制電路的第一輸出端為控制電路的第一輸出端，時序控制電路的第二輸出端為控制電路的第二輸出端，微控制器的第二輸出端為控制電路的第三輸出端，微控制器的第一輸入端為所控制電路的第三輸入端，微控制器的第二輸入端與電流檢測電路的輸出端連接，電流檢測電路的輸入端為控制電路的第四輸入端，微控制器的電源端和電流檢測電路的電源端連接，且其連接端為控制電路的電源端； 所述的控制電路進行最大功率點跟蹤的具體過程為： 步驟S1、所述的微控制器根據公式（1）計算得到所述的磁電振動俘能器的內部阻抗模R opt ：（1） 其中，V EOC 為所述的磁電振動俘能器的開路電壓，I ESC 為所述的磁電振動俘能器的短路電流，R 1為所述的第一電阻的阻值，V DC 為所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的升壓整流電壓，V ESC 為所述的升壓整流電路的第一輸出端輸出的短路交流電壓，V D 為所述的第一二極管或所述的第二二極管的壓降； 步驟S2、根據公式（2）計算得到所述的升壓整流電路的輸入電阻R in ： （2） 其中*為乘運算符號，L C 為所述的磁電振動俘能器內部線圈電感，采用典型值10mH，d表示占空比，d=50%，T S 為所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期； 步驟S3、將R in 與R opt 進行匹配，調節所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S ，具體匹配方式為： S3.1、獲取當前所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的直流電壓V DC ，將當前所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的直流電壓V DC 賦值給V PO1； S3.2、將所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S 減小ΔT，其中ΔT等于5~10%T S ，檢測得到當前所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的直流電壓V DC 并賦值給V PO2； S3.3、判斷電壓V PO1和V PO2的大小，并根據判斷結果確定是否需要繼續擾動： 如果V PO1和V PO2近似相等，即V PO1和V PO2之間的差值小于0.1V，則認為此時所述的能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統輸出的能量已達到峰值，所述的電能轉換電路的輸出功率達到最大，已實現最大功率點跟蹤，不需要繼續擾動，保持所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S 不變； 如果V PO1和V PO2不近似相等，即V PO1和V PO2之間的差值不小于0.1V，則判定需要繼續擾動，進入步驟S3.4； S3.4、若此時電壓V PO2大于V PO1，則認為所述的升壓整流電壓的擾動方向正確，當前所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S 確實比真實值大，此時繼續減小所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S ，每次減小ΔT，且每減小一次，就檢測得到當前所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的直流電壓V DC 并賦值給V PO2，并判斷電壓V PO2與V PO1是否近似相等，直至電壓V PO2與V PO1近似相等時停止擾動觀察，此時能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統輸出的能量已達到峰值，所述的電能轉換電路的輸出功率達到最大，實現最大功率點跟蹤；若此時電壓V PO2小于V PO1，則說明所述的升壓整流電壓的擾動方向錯誤，認為當前所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S 確實比真實值小，此時對所述的微控制器的PWM輸出端輸出的PWM信號的周期T S 進行增大，每次增大ΔT，且每增大一次，就檢測得到當前所述的升壓整流電路的第二輸出端輸出的直流電壓V DC 并賦值給V PO2，并判斷電壓V PO2與V PO1是否近似相等，直至電壓V PO2與V PO1近似相等時停止擾動觀察，此時所述的能夠跟蹤最大功率點的磁電振動俘能系統輸出的能量已達到峰值，所述的電能轉換電路的輸出功率達到最大，實現最大功率點跟蹤。

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