振動微能量收集管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著低功耗和無線傳感設(shè)備的快速發(fā)展,其供電系統(tǒng)越來越受到人們的廣泛關(guān)注。振動能量收集作為微能量收集的一個典型領(lǐng)域可以很好的解決低功耗設(shè)備的供電問題。壓電振動能量收集系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝調(diào)試、無需提供電源、無電磁干擾等優(yōu)點,特別適合為低功耗傳感器及不易更換電池的低功耗設(shè)備供電。因此,本文在研究壓電換能裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計制作了壓電懸臂梁換能裝置,研究了四種不同的振動能量收集電路,對其進(jìn)行理論分析仿真及對比;其次,設(shè)計了能量變換及儲

2、能電路;最后對整個振動能量收集系統(tǒng)進(jìn)行試驗測試。具體來說,主要包括以下內(nèi)容:
　　1.討論壓電陶瓷的振動模型,在其振型函數(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推理得出壓電懸臂梁制作時壓電陶瓷粘貼的最佳位置。同時,制作壓電懸臂梁結(jié)構(gòu),將仿真和試驗結(jié)合,測試不同頻率時壓電懸臂梁發(fā)電能力,為后續(xù)收集處理電路做好鋪墊。
　　2.從理論推理和仿真試驗的角度出發(fā),研究四種不同的壓電振動能量收集電路,討論其各自理論發(fā)電能力和外部因素對其發(fā)電能力的影響,然后進(jìn)

3、行仿真試驗,得到各個收集電路發(fā)電能力的具體參數(shù)。最后對四種電路發(fā)電能力進(jìn)行對比,確定各自優(yōu)缺點。
　　3.在能量收集電路的基礎(chǔ)上加入 DC-DC變換電路,使得收集到的電能滿足后續(xù)存儲電路工作需求,然后設(shè)計充電管理電路,將能量收集電路收集的電能存儲在儲能設(shè)備中。
　　4.系統(tǒng)對比測試及仿真,在特定振動頻率下,對本文中設(shè)計的振動能量收集系統(tǒng)和利用凌力爾特公司LTC3588-1能量收集IC設(shè)計的能量收集系統(tǒng)進(jìn)行對比測試和仿真,確定