壓電式低頻振動(dòng)能量采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、微型能量采集系統(tǒng)是一種從環(huán)境中采集能量并轉(zhuǎn)換為電能的裝置,它具有體積小、壽命長、免維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn),逐步成為了國際上微能源研究的熱點(diǎn)。本文主要對(duì)壓電式微型能量采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究,具體工作如下:
　　首先,以懸臂梁式壓電能量采集系統(tǒng)為研究對(duì)象,根據(jù)壓電材料的正壓電效應(yīng),分析了壓電懸臂梁采集環(huán)境中振動(dòng)能并轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換特性,建立了懸臂梁式壓電能量采集系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換模型,進(jìn)而采用同相位假設(shè),完成了標(biāo)準(zhǔn)能量采集系統(tǒng)充電動(dòng)力學(xué)過程的理論分析

2、,并搭建了振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了模擬仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其次,對(duì)能量采集系統(tǒng)的接口電路進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了并聯(lián)式SP-SSHI(Self-powered synchronized switch harvesting on inductor)接口電路,并建立了并聯(lián)SP-SSHI能量采集系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換模型,進(jìn)而對(duì)其在充電過程中的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的并聯(lián)式SP-SSHI接口電路可以有效的提高系統(tǒng)的能量采