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振动俘能的自供电无线传感器节点设计
被引量：
4
1
作者
韦永祥
陈仲生
+1 位作者
陈志文
杜思俊
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第3期79-83,共5页
振动俘能是实现无线传感器自供电的有效技术途径,但如何提高低频小幅振动下的电能转换与管理效率是一个难点,为此提出了电磁式振动俘能器和电能管理电路优化设计方法。首先,提出了一种双涡旋平面弹簧电磁式振动俘能器,并对其结构参数进...
振动俘能是实现无线传感器自供电的有效技术途径,但如何提高低频小幅振动下的电能转换与管理效率是一个难点,为此提出了电磁式振动俘能器和电能管理电路优化设计方法。首先,提出了一种双涡旋平面弹簧电磁式振动俘能器,并对其结构参数进行了有限元仿真分析与优化;然后,基于BQ25570芯片设计了一种电能管理电路,并针对无线传感器节点功耗需求对电路参数进行了优化;最后,设计了自供电无线温度传感器节点对振动俘能器及其电能管理电路进行实验测试。测试结果表明:在52 Hz和0.5 gn低频小幅振动激励下,振动俘能器最大开路电压为7.5 V,电能管理电路最大平均输出功率达到38 mW,工作频带为4 Hz左右,实现了无线温度传感器模块的自供电。
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关键词
振动俘能
双涡旋平面弹簧
电
能管理
自供
电
无线
传感器
有限元仿真
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职称材料
非线性压电振动能量采集器与非线性接口转换电路的耦合动力学特性研究
被引量：
3
2
作者
朱强国
王光庆
+2 位作者
刘周龙
郑友成
周铄
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期178-192,共15页
压电振动能量采集器是实现低功耗电子产品无线自供电的核心部件,其与非线性接口转换电路的耦合机理是提升无线自供电系统输出性能的关键理论。以非线性三稳态压电振动能量采集器及其4种非线性接口转换电路为对象,建立动力学模型,利用谐...
压电振动能量采集器是实现低功耗电子产品无线自供电的核心部件,其与非线性接口转换电路的耦合机理是提升无线自供电系统输出性能的关键理论。以非线性三稳态压电振动能量采集器及其4种非线性接口转换电路为对象,建立动力学模型,利用谐波平衡方法求解不同接口电路下系统耦合动态响应的稳态解;仿真分析了系统参数对接口电路输出特性的影响。研究结果表明,当机电耦合系数较小时,串联同步电感开并接口电路(S-SSHI)适合于频率小于7 Hz、负载电阻小于7.4×10^(6)Ω的场合,而并联同步电感开关接口电路(P-SSHI)则相反;当机电耦合系数较大时,直流电(DC)电路具有优势,功率达到4.5×10^(-3)mW;交流电(AC)电路和DC电路具有较宽的机电耦合系数范围,而P-SSHI电路和S-SSHI电路却较窄但输出功率高,最大输出功率可达到19.0×10^(-3)和14.3×10^(-3)mW。实验验证了仿真结果的正确性。
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关键词
无线自供电
压
电
振动能量采集器
谐波平衡法
非线性
电
路
耦合动力学特性
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职称材料
题名
振动俘能的自供电无线传感器节点设计
被引量：
4
1
作者
韦永祥
陈仲生
陈志文
杜思俊
机构
湖南工业大学电气与信息工程学院
荷兰代尔夫特理工大学微电子系
出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第3期79-83,共5页
基金
国际自然科学基金资助项目(51911530202)。
文摘
振动俘能是实现无线传感器自供电的有效技术途径,但如何提高低频小幅振动下的电能转换与管理效率是一个难点,为此提出了电磁式振动俘能器和电能管理电路优化设计方法。首先,提出了一种双涡旋平面弹簧电磁式振动俘能器,并对其结构参数进行了有限元仿真分析与优化;然后,基于BQ25570芯片设计了一种电能管理电路,并针对无线传感器节点功耗需求对电路参数进行了优化;最后,设计了自供电无线温度传感器节点对振动俘能器及其电能管理电路进行实验测试。测试结果表明:在52 Hz和0.5 gn低频小幅振动激励下,振动俘能器最大开路电压为7.5 V,电能管理电路最大平均输出功率达到38 mW,工作频带为4 Hz左右,实现了无线温度传感器模块的自供电。
关键词
振动俘能
双涡旋平面弹簧
电
能管理
自供
电
无线
传感器
有限元仿真
Keywords
vibration energy-harvesting
double vortex plane spring
power management
self-powered wireless sensor
finite element simulation
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH39 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
非线性压电振动能量采集器与非线性接口转换电路的耦合动力学特性研究
被引量：
3
2
作者
朱强国
王光庆
刘周龙
郑友成
周铄
机构
浙江工商大学信息与电子工程学院
浙江工商大学萨塞克斯人工智能学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期178-192,共15页
基金
国家自然科学基金(51777192)
浙江省自然科学基金(LY20E070001)项目资助。
文摘
压电振动能量采集器是实现低功耗电子产品无线自供电的核心部件,其与非线性接口转换电路的耦合机理是提升无线自供电系统输出性能的关键理论。以非线性三稳态压电振动能量采集器及其4种非线性接口转换电路为对象,建立动力学模型,利用谐波平衡方法求解不同接口电路下系统耦合动态响应的稳态解;仿真分析了系统参数对接口电路输出特性的影响。研究结果表明,当机电耦合系数较小时,串联同步电感开并接口电路(S-SSHI)适合于频率小于7 Hz、负载电阻小于7.4×10^(6)Ω的场合,而并联同步电感开关接口电路(P-SSHI)则相反;当机电耦合系数较大时,直流电(DC)电路具有优势,功率达到4.5×10^(-3)mW;交流电(AC)电路和DC电路具有较宽的机电耦合系数范围,而P-SSHI电路和S-SSHI电路却较窄但输出功率高,最大输出功率可达到19.0×10^(-3)和14.3×10^(-3)mW。实验验证了仿真结果的正确性。
关键词
无线自供电
压
电
振动能量采集器
谐波平衡法
非线性
电
路
耦合动力学特性
Keywords
wireless self-power supply
piezoelectric energy harvester
harmonic balance
nonlinear circuit
coupling dynamics
分类号
TH825 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
振动俘能的自供电无线传感器节点设计
韦永祥
陈仲生
陈志文
杜思俊
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023
4
在线阅读
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职称材料
2
非线性压电振动能量采集器与非线性接口转换电路的耦合动力学特性研究
朱强国
王光庆
刘周龙
郑友成
周铄
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
已选择
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