基于径向充磁的闭合磁路振动能量采集器设计与仿真 被引量：1

1

作者 邵华泽 袁天辰 +1 位作者 杨俭 宋瑞刚 《微纳电子技术》 CAS 2024年第11期121-127,共7页

针对电磁式振动能量采集器存在漏磁和磁路部分磁感线未穿过线圈的问题,设计了一种基于径向充磁的单自由度振动能量采集器。该采集器设置有衔铁和非导磁部件两部分,这两个部分能够起到闭合磁路、增加磁感线返回磁极轴向距离的作用。这不... 针对电磁式振动能量采集器存在漏磁和磁路部分磁感线未穿过线圈的问题,设计了一种基于径向充磁的单自由度振动能量采集器。该采集器设置有衔铁和非导磁部件两部分,这两个部分能够起到闭合磁路、增加磁感线返回磁极轴向距离的作用。这不仅减少了漏磁现象,而且提高了穿过感应线圈的磁感应强度,进而获得更高的感应电压。通过有限元仿真对系统模型进行分析,仿真结果表明:在增设衔铁和非导磁部件后,系统磁路中的磁感应强度、开路电压均有明显提升,最大磁感应强度提高了92%,开路电压增加了近一倍。通过对相关参数进行优化得到:当感应线圈截面高度为14.7 mm、截面宽度为3.2 mm、上下衔铁厚度和中间衔铁宽度分别为12 mm和5.5 mm时,该系统输出功率达到最大,即8.79 W。同时,通过比较径向充磁与轴向充磁振动能量采集器的输出效果,发现在该条件下,径向充磁振动能量采集器输出功率优于轴向充磁的振动能量采集器。 展开更多

关键词 径向充磁 电磁式振动 振动能量采集器 有限元模型 轴向充磁

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于遗传算法的磁互斥振动能量采集器多参数优化方法

2

作者 叶信威 戴厚德 +1 位作者 夏许可 姚瀚晨 《微纳电子技术》 CAS 2024年第6期106-115,共10页

为了提高电磁式振动能量采集器的发电效率,为无线传感网络和可穿戴电子设备提供微型、高效、可持续的供电装置,提出了一种基于遗传算法的磁互斥振动能量采集器多参数优化方法。由于多级磁铁同极互斥结构的弹簧-阻尼-质量模型参数复杂,... 为了提高电磁式振动能量采集器的发电效率,为无线传感网络和可穿戴电子设备提供微型、高效、可持续的供电装置,提出了一种基于遗传算法的磁互斥振动能量采集器多参数优化方法。由于多级磁铁同极互斥结构的弹簧-阻尼-质量模型参数复杂,通过将磁铁个数、磁铁长度、线圈相数、各相线圈长度、线圈连接方式的最大发电效率问题描述为遗传算法的多参数优化问题,实现发电效率最大化条件下能量采集器结构参数组合的精确匹配。实验结果表明,参数优化后样机发电性能显著提升,在激励加速度为0.5g、频率为9.5 Hz时,优化前后样机输出电压均达到峰值,分别为2.18和4.86 V。在激励加速度分别为0.3g、0.5g、0.7g时,优化后样机最大输出电压分别为3.68、4.86、6.0 V,最大输出功率分别为9.28、16.18、24.66 mW。 展开更多

关键词 遗传算法 参数优化 磁同极互斥 振动能量采集器 无线传感网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

微型电磁式振动能量采集器的研究进展 被引量：31

3

作者 王佩红 戴旭涵 赵小林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期94-98,111,共6页

随着低功耗无线传感网络和微机电系统的迅速发展,供电问题正成为它们进入实用化、产业化的一大障碍。现有的一个解决方案是微型电磁式振动能量采集器。首先给出电磁式振动能量采集器的工作原理、物理模型和设计原则,然后详细介绍目前国... 随着低功耗无线传感网络和微机电系统的迅速发展,供电问题正成为它们进入实用化、产业化的一大障碍。现有的一个解决方案是微型电磁式振动能量采集器。首先给出电磁式振动能量采集器的工作原理、物理模型和设计原则,然后详细介绍目前国内外各研究小组研制的电磁式振动能量采集器的几何模型、结构参数、输出结果和技术特点,最后简单分析电磁式振动能量采集器面临的困难、挑战和发展趋势。 展开更多

关键词 微机电系统 振动能量采集器 电磁式

在线阅读 下载PDF 职称材料

微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究 被引量：6

4

作者 王佩红 戴旭涵 +1 位作者 方东明 赵小林 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期518-521,526,共5页

为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐... 为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值。根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm。该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633μW。 展开更多

关键词 半导体技术 电磁式振动能量采集器 结构优化 计算机仿真 输出特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

MSMA振动能量采集器的设计与实现 被引量：3

5

作者 张庆新 李岩 +3 位作者 林凯 高云红 赵树国 许瑾 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期740-743,共4页

采用智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)将机械振动能量转换成电能为无线电子设备供电已备受关注。该文利用MSMA的维拉利效应(逆磁致伸缩效应)分析了MSMA振动能量采集器工作原理,计算并确定了振动能量采集系统的磁轭、线圈、保护系统、固... 采用智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)将机械振动能量转换成电能为无线电子设备供电已备受关注。该文利用MSMA的维拉利效应(逆磁致伸缩效应)分析了MSMA振动能量采集器工作原理,计算并确定了振动能量采集系统的磁轭、线圈、保护系统、固定装置的尺寸和性能参数。利用ANSYS软件对系统进行了仿真,验证了各部分结构参数和材料选型的正确性。在此基础上,设计制作了MSMA振动能量采集器样机,搭建了MSMA振动能量采集器实验平台,进行了振动力激振实验,得到了在不同输入频率和应力大小条件下感应电压的输出曲线,实验和仿真结果表明,利用MSMA材料可将机械振动能量转化为电能,为振动能量收集利用提供了参考依据。 展开更多

关键词 磁控形状记忆合金 振动能量采集器 能量转换 感应电压 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

压电振动能量采集器的性能分析与功率优化 被引量：7

6

作者 展永政 王光庆 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1248-1253,共6页

为了预测压电振动能量采集器的输出特性,优化输出功率,以压电双晶片串联型振动能量采集器为研究对象,综合考虑结构与电路耦合因素,利用有限元法和ANSYS软件建立压电振动能量采集器的有限元机电耦合动力学模型和网格实体模型.分析在外力... 为了预测压电振动能量采集器的输出特性,优化输出功率,以压电双晶片串联型振动能量采集器为研究对象,综合考虑结构与电路耦合因素,利用有限元法和ANSYS软件建立压电振动能量采集器的有限元机电耦合动力学模型和网格实体模型.分析在外力激振条件下负载电阻对压电振动能量采集器的振动特性和电输出特性的影响,得到不同负载电阻下压电能量采集器的振动特性和电输出特性曲线.通过调节负载电阻使之与能量采集器的阻抗匹配,实现了对能量采集器输出功率的优化,得到了优化的负载电阻和输出功率.研究结果表明,采用压电能量采集器能够输出大的开路电压、大的短路电流,优化后的开路和短路谐振时的最大输出功率分别达到57.81和55.12W. 展开更多

关键词 压电双晶片悬臂梁 有限元模型(FEM) 振动能量采集器 最优负载电阻 功率优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

高体积优值系数振动能量采集器的设计与性能测试 被引量：3

7

作者 任龙 陈仁文 +2 位作者 Stephen Burrow 夏桦康 张笑笑 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期102-109,共8页

小尺寸振动能量采集器通常难以高效采集低频振动能量。为提高能量采集效率,设计了一种高体积优值系数磁电式能量采集器。采用集总参数等效磁路模型对其换能系统的部分结构参数进行了优化,以提高感应线圈运动区域中运动方向上的磁链梯度... 小尺寸振动能量采集器通常难以高效采集低频振动能量。为提高能量采集效率,设计了一种高体积优值系数磁电式能量采集器。采用集总参数等效磁路模型对其换能系统的部分结构参数进行了优化,以提高感应线圈运动区域中运动方向上的磁链梯度,通过有限元分析验证了解析模型和理论结果。最后分别制作了3台不同参数的样机进行实验。实验结果表明,振动激励频率22.5 Hz、加速度幅值为100 mg时,经过参数优化的振动能量采集器能够在匹配负载上输出0.748 mW的平均功率,相应的体积优值系数达到了1.11%,优于其他两台样机在各自共振状态下的0.31%和0.77%。研究表明,通过合理优化磁电换能系统磁路,能够提高能量采集器的体积优值系数,是低频振动能量采集器小型化的一种实现途径。 展开更多

关键词 振动能量采集器 磁电式 体积优值系数 等效磁路模型 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

微型抗磁悬浮振动能量采集器结构设计与分析 被引量：5

8

作者 苏六帅 苏宇锋 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第12期770-775,780,共7页

利用抗磁性材料在磁场中产生抗磁力,从而实现稳定的悬浮。提出了一种新型的抗磁悬浮振动能量采集器,通过提升永磁体与悬浮永磁体产生的磁吸力抵消悬浮永磁体的重力,两个热解石墨薄板与悬浮永磁体之间产生的抗磁力作为使悬浮永磁体回复... 利用抗磁性材料在磁场中产生抗磁力,从而实现稳定的悬浮。提出了一种新型的抗磁悬浮振动能量采集器,通过提升永磁体与悬浮永磁体产生的磁吸力抵消悬浮永磁体的重力,两个热解石墨薄板与悬浮永磁体之间产生的抗磁力作为使悬浮永磁体回复到平衡位置的回复力。通过Maxwell软件仿真,计算出悬浮永磁体的最大活动范围为1.3 mm,并且对比分析磁力的增量与抗磁力的增量,进一步计算出特定结构的固有频率为11.3 Hz。该结构避免了传统机械悬浮的能量损失,装置的能源来自外部的振动环境,可以持续为MEMS提供能源。 展开更多

关键词 微型振动能量采集器 抗磁悬浮 磁力增量 抗磁力增量 固有频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

二自由度双稳态振动能量采集器输出性能分析 被引量：2

9

作者 何青 毛新华 褚东亮 《微纳电子技术》 北大核心 2015年第12期779-785,共7页

利用弹簧能将激励振幅放大的特性,设计了一种二自由度的微型双稳态振动能量采集器,通过结构分析和集总参数模型分析,建立了二自由度的微型振动能量采集器的动力学方程。通过数值模拟,得到激励频率和幅值对二自由度的微型双稳态振动能量... 利用弹簧能将激励振幅放大的特性,设计了一种二自由度的微型双稳态振动能量采集器,通过结构分析和集总参数模型分析,建立了二自由度的微型振动能量采集器的动力学方程。通过数值模拟,得到激励频率和幅值对二自由度的微型双稳态振动能量采集器的输出幅值的影响规律,并进一步分析了弹簧刚度系数对系统输出振幅的影响。结果表明:在低幅值激励下,二自由度的微型双稳态振动能量采集器具有较大的输出振幅,该结构与单自由度振动能量采集器结构相比,对低幅值的振动能量具有更好的收集与转换性能,提高了微型振动能量采集器的环境适应能力。 展开更多

关键词 振动能量采集器 弱振幅 自由度 动态响应 振动特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

双梁磁力压电振动能量采集器的实验和仿真 被引量：11

10

作者 石朝成 李响 +3 位作者 袁天辰 陆泽琦 宋汉文 陈立群 《动力学与控制学报》 2017年第1期68-74,共7页

基于非线性技术改善能量采集器的能量采集效果作用,本文研究了非线性磁力耦合的双悬臂梁压电振动能量采集器,该采集器由两条不同的固有频率悬臂梁与永磁体组成.本文给出双梁磁力耦合压电能量采集器模型并建立了动力学方程式,通过实验测... 基于非线性技术改善能量采集器的能量采集效果作用,本文研究了非线性磁力耦合的双悬臂梁压电振动能量采集器,该采集器由两条不同的固有频率悬臂梁与永磁体组成.本文给出双梁磁力耦合压电能量采集器模型并建立了动力学方程式,通过实验测试获取相关参数与拟合磁力公式,数值仿真分析了双梁固有频率比1∶1.2与1∶1.5和永磁体初始间距40mm与30mm的4种结构能量采集器的电压输出性能与频率特征.根据数值分析设计实验:外激励加速度3m/s2作用下,双梁磁力结构能量采集器比单梁线性结构多一个电压共振峰;双梁固有频率比为1∶1.5比双梁固有频率比1∶1.2的电压响应带宽宽;初始磁距30mm共振峰值分别为(12Hz,39.4V)与(18Hz,13.4V)比初始磁距40mm两电压共振峰高且电压共振峰峰之间的电压输出比其他组合结构高. 展开更多

关键词 压电振动能量采集器 磁力 双梁固有频率比 初始磁距

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新型悬浮磁体结构的双自由度轨道车辆轴箱振动能量采集器 被引量：4

11

作者 李哲辉 袁天辰 +1 位作者 杨俭 宋瑞刚 《电子科技》 2022年第1期12-20,共9页

针对地铁车辆轴温实时监测系统自供能的问题,文中提出了一种新型悬浮磁体结构的双自由度轨道车辆轴箱振动能量采集器,以便将车辆轴箱工作环境中存在的振动能转换为电能。基于机械集总系统模型和机电耦合模型,通过多物理场耦合构建了双... 针对地铁车辆轴温实时监测系统自供能的问题,文中提出了一种新型悬浮磁体结构的双自由度轨道车辆轴箱振动能量采集器,以便将车辆轴箱工作环境中存在的振动能转换为电能。基于机械集总系统模型和机电耦合模型,通过多物理场耦合构建了双自由度振动能量采集器有限元模型。加入内圈辐射充磁磁体,设计了新型悬浮磁体结构,并研究了在简谐激励下振动能量采集器的输出特性。与铜块-永磁体复合式悬浮磁体结构相比,该结构输出性能提高了165%,俘能系统峰值输出电流为63.0 mA,峰值功率为13.22 mW。文中研究内容为提升磁悬浮式振动能量采集器的响应特性和输出性能提供了理论支撑。 展开更多

关键词 悬浮磁体结构 双自由度 车辆轴箱 振动能量采集器 有限元模型 多物理场耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

分段非线性电磁振动能量采集器 被引量：2

12

作者 张坤 张博 +4 位作者 赵毫杰 冯伟 申会鹏 刘宗尧 刘保国 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第5期764-769,共6页

为了解决无线传感网络需要频繁能量补给的难题,设计了一种分段非线性电磁振动能量采集器,利用磁悬浮系统与机械弹簧耦合而成的非线性系统来提高能量采集器对低频、宽带环境振动能的采集能力。利用搭建的实验测试平台,研究了磁弹簧弹性... 为了解决无线传感网络需要频繁能量补给的难题,设计了一种分段非线性电磁振动能量采集器,利用磁悬浮系统与机械弹簧耦合而成的非线性系统来提高能量采集器对低频、宽带环境振动能的采集能力。利用搭建的实验测试平台,研究了磁弹簧弹性系数、初始间隙、机械弹簧弹性系数及激励加速度对输出性能的影响规律。实验结果表明,当初始间隙分别为3、5和8 mm时,相应的最大输出电压分别为0.78、0.74和0.73 V;当机械弹簧弹性系数分别为0.028、0.100和0.270 N/mm时,相应的最大输出电压分别为0.73、0.72和0.57 V,工作带宽分别为3、4和5 Hz;当加速度为0.3、0.4和0.5g时,最大输出电压分别为0.39、0.57和0.73 V,对应的最大输出功率分别为3.81、8.13和13.32 mW,系统的工作带宽分别为3、3.5和4 Hz。 展开更多

关键词 振动能量采集器 磁悬浮系统 机械弹簧 无线传感网络 分段非线性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于压电振动能量采集器的无线监测传感节点 被引量：3

13

作者 杨俊杰 徐大诚 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第5期791-795,800,共6页

环境振动状况监测对设备的安全运营至关重要。通过压电振动能量采集器可实现对环境振动信息的感知,再经过智能信息处理方法无线监测设施的安全运营状态。将无线传感与深度学习相结合,在充分研究压电振动能量采集器输出信号特征的基础上... 环境振动状况监测对设备的安全运营至关重要。通过压电振动能量采集器可实现对环境振动信息的感知,再经过智能信息处理方法无线监测设施的安全运营状态。将无线传感与深度学习相结合,在充分研究压电振动能量采集器输出信号特征的基础上,提出了优化的卷积神经网络模型,用于识别环境异常振动模式,并设计实现了智能感知无线监测传感节点。系统工作时,节点可监测环境振动、温度信息并报警异常事件。测试结果表明,该传感节点在无线传输距离超过100 m的情况下,实现了环境振动事件的实时监测,报警时间小于5 s,环境振动模式识别准确率可达95.7%,监测环境温度状况并准确报警异常燃烧事件的时间小于3.7 s。该节点在野外目标监测等场合有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 压电振动能量采集器 事件驱动 智能感知 卷积神经网络 无线传感

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种悬臂梁式MSMA振动能量采集器研究 被引量：5

14

作者 张庆新 吕俊伯 +2 位作者 杨静 王路平 冯志刚 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第2期213-217,共5页

振动能量在自然界中广泛存在,利用智能材料收集振动能量为微电子系统供电是新能源领域的发展趋势。该文利用新型智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)的逆效应研究设计了一种基于悬臂梁式的MSMA振动能量采集器,对采集器的各部分结构进行理论... 振动能量在自然界中广泛存在,利用智能材料收集振动能量为微电子系统供电是新能源领域的发展趋势。该文利用新型智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)的逆效应研究设计了一种基于悬臂梁式的MSMA振动能量采集器,对采集器的各部分结构进行理论分析和系统设计,并建立了振动能量采集器的结构模型。利用ANSYS软件对磁场进行有限元分析,验证了磁场回路和磁感应强度满足采集振动能量的要求。在此基础上,研制了采集器样机,并通过搭建实验平台对采集器进行实验测试,结果表明,该悬臂梁式MSMA振动能量采集器具有较宽的振动能量采集频带,输出电压可达220 mV,为振动能量的收集利用提供了参考依据。 展开更多

关键词 磁控形状记忆合金(MSMA) 振动能量采集器 悬臂梁 样机 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

碰撞式宽频振动能量采集器研究进展 被引量：2

15

作者 王旭明 代显智 +3 位作者 陈旺 颜强 赵坤 朱艳生 《陕西科技大学学报》 CAS 2020年第5期150-156,172,共8页

振动能量采集器近年来发展迅速,很多专家学者提出了新颖的结构,并开展了相关理论与实验工作.为了更深入、高效地开展振动能量采集器的研究工作,本文从近年来的研究热点—宽频式振动能量采集器的角度出发,简要介绍近年提出的一些宽频振... 振动能量采集器近年来发展迅速,很多专家学者提出了新颖的结构,并开展了相关理论与实验工作.为了更深入、高效地开展振动能量采集器的研究工作,本文从近年来的研究热点—宽频式振动能量采集器的角度出发,简要介绍近年提出的一些宽频振动能量采集器,并着重分析了碰撞式宽频振动能量采集器的发展情况.文中详细介绍了各种碰撞式宽频振动能量采集器的结构、工作原理以及输出特性,并对比各个结构的特性,为今后碰撞式宽频振动能量采集器的研究提供参考和思路. 展开更多

关键词 碰撞 宽频 振动能量采集器 研究进展

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于激光切割的叉指结构悬臂梁式压电振动能量采集器 被引量：1

16

作者 吕旖雯 金妍 +1 位作者 高安然 李以贵 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第7期1086-1093,共8页

为了拓宽有效的输出带宽,通过激光切割法进行加工,设计并制备了一种具有叉指结构的锆钛酸铅(PZT)悬臂梁式压电振动能量采集器(PVEH)。仿真结果显示,相比常规的悬臂梁式PVEH,具有叉指结构的悬臂梁式PVEH拥有更低的一阶固有频率以及更多... 为了拓宽有效的输出带宽,通过激光切割法进行加工,设计并制备了一种具有叉指结构的锆钛酸铅(PZT)悬臂梁式压电振动能量采集器(PVEH)。仿真结果显示,相比常规的悬臂梁式PVEH,具有叉指结构的悬臂梁式PVEH拥有更低的一阶固有频率以及更多的输出电压峰值。利用双通道示波器、函数信号发生器、振动台、加速度计和功率放大器等搭建测试平台,对制备的悬臂梁式PVEH进行测试。结果表明,在0.5g加速度的条件下,常规的悬臂梁式PVEH的固有频率为30.80 Hz,输出电压峰值为4.88 V;具有叉指结构(叉指数目为8且叉指长度为40 mm)的悬臂梁式PVEH具有4个固有频率,分别为17.70、37.30、74和81 Hz,对应的输出电压峰值分别为7.28、3.07、0.366和0.084 V。通过对比研究发现,具有叉指结构的悬臂梁式PVEH的一阶固有频率降低了42.53%,一阶输出电压峰值提升了49.18%,实现了性能的有效提升。 展开更多

关键词 压电振动能量采集器(PVEH) 叉指结构 激光切割 锆钛酸铅(PZT) 拓宽带宽

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用弯曲梁的压电式多方向宽频振动能量采集器 被引量：2

17

作者 陈旺 代显智 +2 位作者 张章 王旭明 朱艳生 《河南科技》 2019年第16期45-48,共4页

针对现有宽频多方向能量采集器频带窄、结构复杂、成本高等不足,本文提出了一种采用L型弯曲弹性梁的宽频多方向振动能量采集器,并探讨其工作原理、进行实验研究。结果表明:当外界加速度0.4g时,在x、y方向获得宽频采集特性,其带宽约5Hz,... 针对现有宽频多方向能量采集器频带窄、结构复杂、成本高等不足,本文提出了一种采用L型弯曲弹性梁的宽频多方向振动能量采集器,并探讨其工作原理、进行实验研究。结果表明:当外界加速度0.4g时,在x、y方向获得宽频采集特性,其带宽约5Hz,z方向带宽约2Hz;在x、y、z方向分别得到约2.5、3V和6V的峰-峰值电压。可见,弯曲弹性梁压电式多方向宽频振动能量采集器不仅具有宽频特性,而且还实现了多方向的能量采集。 展开更多

关键词 振动能量采集器 弯曲梁 压电式 宽频 多方向

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴电磁式振动能量采集器设计与验证

18

作者 王康达 任慧敏 +3 位作者 李振明 路永玲 何志祝 李臻 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第3期413-421,共9页

针对传统化学电池需定期更换并进行周期性充电、在户外环境无法长期稳定供电的问题,设计了一种悬浮式电磁振动能量采集器。基于电磁感应原理对能量采集器进行了理论分析,制作了三轴电磁式振动能量采集器,分别在X、Y、Z三个方向布置振动... 针对传统化学电池需定期更换并进行周期性充电、在户外环境无法长期稳定供电的问题,设计了一种悬浮式电磁振动能量采集器。基于电磁感应原理对能量采集器进行了理论分析,制作了三轴电磁式振动能量采集器,分别在X、Y、Z三个方向布置振动能量采集器单体,设计了能量转换电路,将收集到的电能转变为3.3 V直流电。开展了台架测试和应用场景测试,结果表明,振动能量采集器单体在振动幅度为10 mm、振动频率为9 Hz时输出性能最高,最大输出功率为43.11 mW。探究了振动能量采集器单体在不同振动幅度和振动频率下的直流输出性能,在振动幅度大于10 mm、振动频率为4~8 Hz时可为LIS3DH加速度传感器稳定供电。通过沿X、Y、Z轴布置的振动能量采集器单体阵列,使振动能量采集器具备全方向收集振动能量的能力,大大提高了收集振动能量的效率与适应性。该采集器可应用于诸如机器振动、波浪、人体运动等多种场景的振动能量收集,实现为无线传感网络节点等低功耗用电器供能,具有一定应用价值,可为研究低功耗电子元器件的自供电技术提供参考。 展开更多

关键词 振动能量采集器 自供电技术 电磁感应 能量转换电路 低频振动

在线阅读 下载PDF 职称材料

悬臂梁双晶压电片不同连接方式发电性能 被引量：7

19

作者 张智娟 倪超 侯立群 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第4期893-897,共5页

为了更加有效提高双压电振动能量采集器的发电效率,以双晶压电片为研究对象,设计了一种可收集电动机机械振动能量的双压电振动能量采集器。探究了电动机在不同转速情况下,双晶压电片不同连接方式对采集器的发电特性、内阻、输出电压和... 为了更加有效提高双压电振动能量采集器的发电效率,以双晶压电片为研究对象,设计了一种可收集电动机机械振动能量的双压电振动能量采集器。探究了电动机在不同转速情况下,双晶压电片不同连接方式对采集器的发电特性、内阻、输出电压和输出功率的影响。通过实验结果与理论计算值进行对比,可见,两个电极并联的双晶压电片并联输出功率最大可达314.69μW,为最优的双晶压电片连接方式。 展开更多

关键词 双晶压电片 压电振动能量采集器 连接方式 振动能量

在线阅读 下载PDF 职称材料

可穿戴导盲器中自供电电源的关键技术研究

20

作者 薛蕊 曾实现 和雷涛 《通信电源技术》 2020年第18期47-49,共3页

为了实现智能导盲鞋随时无线供电的目的,设计了一种自供电式电源。开发大功率压电振动能量采集器(Piezoelectric Vibration Energy Harvester,PVEH)驱动导盲鞋进行工作,采用由PVDF-TrFE压电薄膜制成的鞋垫传感器。PVEH可以在行走期间通... 为了实现智能导盲鞋随时无线供电的目的,设计了一种自供电式电源。开发大功率压电振动能量采集器(Piezoelectric Vibration Energy Harvester,PVEH)驱动导盲鞋进行工作,采用由PVDF-TrFE压电薄膜制成的鞋垫传感器。PVEH可以在行走期间通过鞋底的冲击力操作无线模块和鞋垫传感器,并测试传输传感数据。自供电电源为导盲鞋系统提供了足够的能量,大大降低了功耗。该系统结构简单、性能稳定且操作容易,具有较高的性价比和广阔的市场前景。 展开更多

关键词 自供电电源 大功率压电振动能量采集器 蓝牙模块 压力传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料