采用磁电自供能的能量储存和电源管理电路研究 被引量：20

1

作者 李平 贾朝波 +1 位作者 文玉梅 李兴圣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2629-2635,共7页

普通Fe-Ni/PZT磁电复合结构将电磁能转化为电能时输出低,无法驱动无线传感器工作,本文设计了一种更高磁电电压系数的H型音叉式磁电复合结构。论文详细介绍了该结构的工作原理和磁电输出特性。在强度为0.2Oe的交变磁场激励下,该磁电复合... 普通Fe-Ni/PZT磁电复合结构将电磁能转化为电能时输出低,无法驱动无线传感器工作,本文设计了一种更高磁电电压系数的H型音叉式磁电复合结构。论文详细介绍了该结构的工作原理和磁电输出特性。在强度为0.2Oe的交变磁场激励下,该磁电复合结构能够把容量为1.5F的超级电容充电至0.5V。为有效利用超级电容中的电量,本文提出了一种能够提高超级电容输出功率的电能瞬间放电电路。实验结果表明,当超级电容电压为0.5V左右时,在间隙脉冲串(Burst)触发信号频率为30kHz、占空比为75%的条件下,该电路最大放电功率可达120mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个发射周期内正常工作。 展开更多

关键词 自供能 Fe-Ni/PZT复合结构 电源管理电路 瞬间放电电路

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一种磁电自供电无线传感器电源管理电路研究 被引量：18

2

作者 刘盼刚 文玉梅 +3 位作者 李平 卞雷祥 贾朝波 李兴圣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1427-1431,共5页

针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量... 针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量积累到一定程度,电容瞬间放电为无线传感器工作供电。 展开更多

关键词 自供电 GMM/PZT复合单元 电源管理电路 无线传感器 开关电容网络

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一种上变频自供电无线传感器电源管理电路 被引量：9

3

作者 张自强 李平 +1 位作者 文玉梅 潘世强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1407-1412,共6页

电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容... 电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容的根号值成反比,因此通过提高电路的工作频率来减小谐振电容值,可以使高品质因数的电路产生更高的输出功率,进而增加能量采集效率.实验结果表明,该电路的最大能量采集效率是传统桥式整流电路的2.1倍.当电线中通过1A、50Hz的交流电时,电源管理电路最大采集功率为780μW,能量采集效率达到48.75%.当管理电路中超级电容能量积累达到一定程度,电容放电驱动无线传感器工作. 展开更多

关键词 自供电 上变频 电源管理电路 无线传感器

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振动能量收集结构及其电源管理电路发展现状 被引量：6

4

作者 丁立群 方玉明 +3 位作者 王小丽 杨孟媛 储琪 陈文勤 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2016年第3期128-134,共7页

随着微机电系统技术和集成电路技术日趋发展,以化学电池为主的供能方式制约着微型器件的发展,为此国内外研究者提出从环境周围中收集能量,并将其转换成电能供给设备使用。文中从振动式能量收集结构设计和电路设计两个方面进行系统地归... 随着微机电系统技术和集成电路技术日趋发展,以化学电池为主的供能方式制约着微型器件的发展,为此国内外研究者提出从环境周围中收集能量,并将其转换成电能供给设备使用。文中从振动式能量收集结构设计和电路设计两个方面进行系统地归纳和分析,介绍了国内外不同类型的能量收集技术的研究现状。重点分析了电源管理模块,详细介绍了其工作原理,归纳总结出电路结构的优化和改进方法,并做了对比,提出了自己的想法和建议,为相关研究人员提供参考。 展开更多

关键词 振动能量采集 电源管理电路 微机电系统 发展现状

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一种磁电换能器及其能量管理电路研究 被引量：5

5

作者 李兴圣 李平 +1 位作者 文玉梅 贾朝波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期955-960,共6页

设计了一种双弹性基底磁电换能器,实现较宽频带内的交变磁场能量到电能的转换。并设计了电源管理电路,实现长时间内对磁电换能器输出电能的收集,瞬间放电,驱动负载工作。实验表明,这种双弹性基底磁电换能器的磁电响应带宽比单弹性基底... 设计了一种双弹性基底磁电换能器,实现较宽频带内的交变磁场能量到电能的转换。并设计了电源管理电路,实现长时间内对磁电换能器输出电能的收集,瞬间放电,驱动负载工作。实验表明,这种双弹性基底磁电换能器的磁电响应带宽比单弹性基底的磁电换能器的带宽有所提高。而电源管理电路中的储能超级电容经过一定时间的充电,当其两端电压达到0.5V时,能量瞬间释放电路工作,成功驱动最大功耗为75mW的无线传感器节点正常工作,工作时长为620ms。 展开更多

关键词 自供能 磁电换能器 电源管理电路 无线传感器

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一种采用频率变换的自供电电源管理电路 被引量：4

6

作者 文玉梅 吴翰钟 +1 位作者 李平 尹文建 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2324-2329,共6页

在低频率条件下,采用直接阻抗匹配的原理,设计的压电材料换能器电源管理电路,匹配电感值很大.本文采用频率变换,设计了一种自供电电源管理电路.分析了频率变换的原理.将低频信号变换至较高频率,匹配电感值很小,有利于电路的小型化.该管... 在低频率条件下,采用直接阻抗匹配的原理,设计的压电材料换能器电源管理电路,匹配电感值很大.本文采用频率变换,设计了一种自供电电源管理电路.分析了频率变换的原理.将低频信号变换至较高频率,匹配电感值很小,有利于电路的小型化.该管理电路还可以在宽频带内对于压电换能器实现匹配.实验结果表明,电路实现了频率变换,匹配电感值和电路体积都大大减小.电源管理电路的最大采集功率为181.6mW,能量采集效率可以达到44.8%.当0.47法拉的储能电容电压为1.13V时,该电路最大放电功率可达110mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个周期内正常工作. 展开更多

关键词 自供电 频率变换 电源管理电路 无线传感器

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用于低能量密度换能器的电源管理电路 被引量：4

7

作者 李平 李哲愚 +1 位作者 文玉梅 卢建国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期378-385,共8页

为无线微传感器供能的低能量密度压电换能器,其采集能量少、输出功率低。使用传统的电源管理电路向储能电容充电时,低功率地能量传输使得采集能量大多耗散在整流电路中,而最终能够传递给储能电容的较少,导致电路充电功率低下。为解决低... 为无线微传感器供能的低能量密度压电换能器,其采集能量少、输出功率低。使用传统的电源管理电路向储能电容充电时,低功率地能量传输使得采集能量大多耗散在整流电路中,而最终能够传递给储能电容的较少,导致电路充电功率低下。为解决低能量密度条件下,电源管理电路整流耗能大、充电功率低的问题,引入了高品质因数的石英晶体,提出一种新式电源管理电路。电路使用石英晶体低损耗地聚集换能器采集到的能量,当能量聚集到一定水平后,快速释放能量,为整流电路提供较高的输入功率,降低耗散在整流电路中的能量的比例,从而使更多的能量传递给储能电容,使其获得较高的充电功率。实验表明,对于50 Hz频率下输出8 V的压电换能器,相比于传统变频匹配电源管理电路,所提电路可将充电电压提高163%,充电功率提高110%。 展开更多

关键词 低能量密度 石英晶体 高Q值 电源管理电路

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压电式振动能量采集电源管理电路分析 被引量：7

8

作者 李金田 文玉梅 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期606-610,共5页

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同... 压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。 展开更多

关键词 压电元件 振动能量采集 电源管理电路 能量采集电路效率

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新型时钟管理电路模型分析与参数设计 被引量：1

9

作者 程甘霖 王蕴龙 《电子测量技术》 2016年第8期1-4,共4页

现今,电子产品的功能越来越复杂,随之而来在电路板设计中会选用多种类型芯片,比如微处理器、ADC、存储器、接口芯片等。这种情况下就需要时钟管理电路实现对多路时钟在频率、相位、占空比、抖动指标上的管理,为每种芯片提供不同属性的... 现今,电子产品的功能越来越复杂,随之而来在电路板设计中会选用多种类型芯片,比如微处理器、ADC、存储器、接口芯片等。这种情况下就需要时钟管理电路实现对多路时钟在频率、相位、占空比、抖动指标上的管理,为每种芯片提供不同属性的工作时钟。本文提出一种基于时钟芯片的新型时钟管理电路,进行总体方案设计,重点对电路中的锁相环的重要环节模型及电路整体模型进行分析,归纳了电路参数选择方法及其与系统指标之间关系,为最终电路详细设计和程序配置的提供参考依据。 展开更多

关键词 时钟管理电路 锁相环 压控晶振 环路带宽

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具有迟滞触发特性的振动能量收集器管理电路

10

作者 赵兴强 钱海林 +3 位作者 施金雷 丁宇 罗勇 邓丽城 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第3期40-44,共5页

在应用了电磁式振动能量收集技术的无线传感器网络节点中,针对半导体芯片在微能量供电的情况下会锁定在一个较低的亚阈值电压使其无法正常工作的问题,文中设计了具有迟滞触发特性的振动能量收集器管理电路。该电路在储能电压达到阈值之... 在应用了电磁式振动能量收集技术的无线传感器网络节点中,针对半导体芯片在微能量供电的情况下会锁定在一个较低的亚阈值电压使其无法正常工作的问题,文中设计了具有迟滞触发特性的振动能量收集器管理电路。该电路在储能电压达到阈值之前,开关断开,保证存储足够能量。通过Proteus软件对管理电路进行仿真并分析其工作原理。设计管理电路PCB,完成联调测试。实验证明:电路具有明显的迟滞触发性能,静态功耗低,能稳定为无线传感器网络节点提供充足电能。 展开更多

关键词 无线传感器网络 能量收集 电磁振动 迟滞触发 源管理电路 低功耗

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基于放电齿开关的自供电摩擦纳米发电机能量管理电路

11

作者 陆翔 唐嘉玲 +3 位作者 梁创健 刘舒欣 阮璐英 陶云鹏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第10期56-62,共7页

基于摩擦起电和静电感应耦合的摩擦纳米发电机(TENG)是一种清洁、可持续的能源技术,但由于其输出具有高电压、低电流特点,限制了其的广泛应用。为提高TENG对传统电子设备的供电效率,提出一个基于气体放电开关与变压器的自供电电源管理... 基于摩擦起电和静电感应耦合的摩擦纳米发电机(TENG)是一种清洁、可持续的能源技术,但由于其输出具有高电压、低电流特点,限制了其的广泛应用。为提高TENG对传统电子设备的供电效率,提出一个基于气体放电开关与变压器的自供电电源管理电路。该实验利用印刷电路板(PCB)技术制造的放电齿克服了手工制作火花开关的缺点,能够精准控制放电间距,具有更稳定、体积更小等优点,使电源管理电路实现了高度集成化。实验结果表明,该电源管理电路具有优秀的输出性能,在0.6 Hz超低工作频率下,能在60 s内将220μF的电容充电至9.21 V,即存储了9.33 mJ能量,是直接方式的9.5倍。最后,将TENG与此电源管理电路相结合实现了为小型电子设备的高效供电,促进了TENG的实际应用。 展开更多

关键词 TENG 电源管理电路 放电齿 火花开关 变压器

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用于高速模数转换器的电荷泵型低抖动时钟管理电路 被引量：3

12

作者 李楠楠 黄正波 +2 位作者 季惠才 盛炜 张鸿 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期162-168,共7页

针对高速模数转换器(ADC)对时钟信号的占空比以及低抖动的要求,提出了一种电荷泵型的时钟管理电路,利用电荷泵构成两个闭环回路,分别实现占空比稳定和可调双相不交叠时钟产生功能。电荷泵对时钟相位的积分功能可实现宽范围的时钟占空比... 针对高速模数转换器(ADC)对时钟信号的占空比以及低抖动的要求,提出了一种电荷泵型的时钟管理电路,利用电荷泵构成两个闭环回路,分别实现占空比稳定和可调双相不交叠时钟产生功能。电荷泵对时钟相位的积分功能可实现宽范围的时钟占空比调节,并能明显抑制电源噪声对时钟下降沿抖动的影响。该时钟管理电路采用0.18μm标准CMOS工艺设计。版图寄生参数提取后的仿真结果表明:该时钟管理电路可在40~200 MHz频率范围内,将20%~80%的输入占空比稳定地调整到45%~55%的范围内;在200 mV电源干扰的条件下,输出时钟抖动可降低到传统RC型占空比稳定电路的1/10之下。将该时钟电路应用于一款双通道、200MSPS、14位的流水线ADC中,测试结果表明ADC的信号噪声失真比达到了73.01 dB。 展开更多

关键词 流水线ADC 时钟管理电路 电荷泵 占空比稳定

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超低启动阈值自供电SECE电源管理电路 被引量：3

13

作者 罗志春 李平 +1 位作者 王国达 文玉梅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期150-156,共7页

压电换能器通常输出微弱,使用辅助电源的自供电控制电路功耗大,其电源管理电路启动阈值高,启动速度慢,转换效率低。对同步电荷提取(SECE)电路进行建模和理论推导,提出了一种间歇性自供电控制电路原理。根据SECE电路输出的最大功率点,间... 压电换能器通常输出微弱,使用辅助电源的自供电控制电路功耗大,其电源管理电路启动阈值高,启动速度慢,转换效率低。对同步电荷提取(SECE)电路进行建模和理论推导,提出了一种间歇性自供电控制电路原理。根据SECE电路输出的最大功率点,间歇性地给控制电路非常短时间供电,并解决了间歇供电易造成逻辑混乱的问题,大幅度减小自供电电路的功耗,提高电路的效率,电路在极低输入功率下也能快速启动。实验结果表明,在压电换能器输出21 Hz、3.6 V电压时,控制电路功耗低至0.19μW,是常规控制电路总功耗的1/134;管理电路的启动功率阈值仅为0.39μW,低于通常电路的1/14。该控制电路的工作原理也适用于其他容性内阻换能器的微弱能量采集和高效管理电路。 展开更多

关键词 微弱压电能量采集 自供电 SECE 超低启动阈值 高效管理电路

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多芯电缆微弱磁场能量采集器的高效管理电路 被引量：3

14

作者 李时博 李平 +2 位作者 文玉梅 王国达 鞠登峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期284-292,共9页

现有磁场能量采集器标准能量管理电路效率低、功耗高、输入阈值功率高,在换能器采集较弱磁场能量时,难以驱动多芯电缆监测系统。针对上述问题,本文提出了一种间歇充放电的低功耗多芯电缆微弱磁场能量采集管理电路方案,设计了自供电的低... 现有磁场能量采集器标准能量管理电路效率低、功耗高、输入阈值功率高,在换能器采集较弱磁场能量时,难以驱动多芯电缆监测系统。针对上述问题,本文提出了一种间歇充放电的低功耗多芯电缆微弱磁场能量采集管理电路方案,设计了自供电的低功耗间歇控制电路,大幅度降低功耗。该电路通过自供电变频匹配,提高管理电路的能量转换效率。实验结果表明,当三芯电缆通过40 A、50 Hz的交流电时,磁场能量采集器输出功率为3.3 mW,管理电路的最大输出功率可达2.45 mW,最大效率74.24%,较标准能量采集管理电路提升了6.9倍。所提出的超低功耗自供电控制电路,满足启动阈值的最小平均功耗仅为1.52μW,仅为带辅助电源的控制电路功耗的5.93%。该高效管理电路不仅可以用于多芯电缆微弱能量采集,还可以用于由于铠装屏蔽导致的微弱电缆周边磁场、电磁振动能量采集器、反向散射传感器网络等微弱感性磁场能量管理。 展开更多

关键词 多芯电缆 磁场能量采集 电源管理电路 阻抗匹配 上变频

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基于空气放电开关摩擦纳米发电机的电源管理电路 被引量：1

15

作者 任有才 《南方农机》 2022年第23期159-162,178,共5页

为了解决摩擦纳米发电机(TENG)与电子器件之间的匹配问题,进一步提升TENG的实用价值,选择将两个非平行接触分离式TENG聚合在一起并引入空气放电开关,制备成一个空气放电开关摩擦纳米发电机(TENG-ADS)。再利用空气放电开关击穿时具有很... 为了解决摩擦纳米发电机(TENG)与电子器件之间的匹配问题,进一步提升TENG的实用价值,选择将两个非平行接触分离式TENG聚合在一起并引入空气放电开关,制备成一个空气放电开关摩擦纳米发电机(TENG-ADS)。再利用空气放电开关击穿时具有很高的放电频率这一特性,设计出一种由变压器和整流滤波器件组成的电源管理电路。通过将两个不同规格的LED灯泡作为负载,分批次测试TENG-ADS与电源管理电路的组合效果。仿真结果显示,输出直流电压和直流电流分别为20 V、12.8 V和1.8 mA、3 mA,输出直流功率可以达到180 mW/m2以上,并且性能非常稳定,有效地解决了TENG与电子器件之间难以匹配的问题,为TENG的实用化发展提供了新的助力。 展开更多

关键词 摩擦纳米发电机 空气放电开关 电源管理电路 火花放电 变压器 LED灯泡

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基于电池能源管理芯片Bq2060的SMBus总线编程

16

作者 孙玉军 《控制工程》 CSCD 2008年第S2期158-160,共3页

Bq2060作为一种智能电池能源管理芯片,广泛应用于笔记本电池管理系统中。它具有SMBus高效同步串行总线通讯接口功能,通过SMBus串行总线和系统进行通讯,可检测电池信息包括剩余容量、总容量、在现有放电速率下的剩余时间、充电电压等信... Bq2060作为一种智能电池能源管理芯片,广泛应用于笔记本电池管理系统中。它具有SMBus高效同步串行总线通讯接口功能,通过SMBus串行总线和系统进行通讯,可检测电池信息包括剩余容量、总容量、在现有放电速率下的剩余时间、充电电压等信息。介绍了基于Bq2060的SMBus串行接口的智能电池监测系统,利用SMBus接口和内嵌的智能电池状态监测系统进行实时检测,通过操作系统调用电池芯片内部指令进行智能控制,在分析其通讯协议的基础上,分析了SMBus总线编程配置和操作特点。 展开更多

关键词 系统管理总线 通讯协议 电池能源管理电路

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针对机械振动监测的无线传感器节点电源电路 被引量：2

17

作者 赵晓艳 熊晓燕 丁丽芳 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第10期73-75,共3页

每个无线传感器节点的供电方式决定了整个无线传感器网络的生存时间,从传感器所处的环境中获取能量,再将收集到的能量转换成电能给无线传感器节点供电的方式已经成为未来趋势。根据无线传感器节点的间断采集与发送数据的特点,即根据无... 每个无线传感器节点的供电方式决定了整个无线传感器网络的生存时间,从传感器所处的环境中获取能量,再将收集到的能量转换成电能给无线传感器节点供电的方式已经成为未来趋势。根据无线传感器节点的间断采集与发送数据的特点,即根据无线传感器节点的瞬时功率大和平均功率小这一特点,设计了针对用于振动环境的无线传感器节点的电源管理电路,每次当储能元件的电压达到阈值时,依次向射频模块和微处理器模块交替供电。利用Orcad/Pspice计算机软件进行了电源管理电路的参数优化并且模拟仿真,优化电路各个元器件的参数,使电路输出满足设计要求,并进行了电路功能的验证。 展开更多

关键词 无线传感器节点 振动能量收集 电源管理电路 模拟仿真

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一种低电压低静态电流LDO的电路设计

18

作者 杨阳 邹娜 毛小鸥 《现代电子技术》 2013年第4期130-132,共3页

设计一种低电压低静态电流的线性差稳压器。传统结构的LDO具有独立的带隙基准电压源和误差放大器,在提出一种创新结构的LDO,把带隙基准电压源和误差放大器合二为一,因而实现了低静态电流消耗的目的。设计采用CSMC0.5μm双阱CMOS工艺进... 设计一种低电压低静态电流的线性差稳压器。传统结构的LDO具有独立的带隙基准电压源和误差放大器,在提出一种创新结构的LDO,把带隙基准电压源和误差放大器合二为一,因而实现了低静态电流消耗的目的。设计采用CSMC0.5μm双阱CMOS工艺进行仿真模拟,这种结构LDO在轻负载情况下静态电流仅为1.7μA,输出暂态电压最大变化为9 mV。 展开更多

关键词 LDO 电源管理电路 低功耗设计 双阱CMOS工艺

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一种振动能量采集器的匹配电路研究 被引量：1

19

作者 李志 宋科 +1 位作者 练利锋 裴军芳 《现代电子技术》 北大核心 2019年第9期172-176,共5页

针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合磁电换能器将环境振动能量转化为电能时,在低频环境下难以实现匹配的情况,提出一种非线性开关匹配电路的方法。该电路在较小的电感和较高的开关频率下,以非线性的方式提高了复合换能器功率的匹配输出... 针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合磁电换能器将环境振动能量转化为电能时,在低频环境下难以实现匹配的情况,提出一种非线性开关匹配电路的方法。该电路在较小的电感和较高的开关频率下,以非线性的方式提高了复合换能器功率的匹配输出。并且针对换能器输出不能直接为无线传感节点供能的问题,设计了一种存储和电源管理电路。实验结果表明,采用非线性开关匹配电路,输出提高2.1倍,当存储超级电容电量积累到一定程度,管理电路控制瞬间放电电路放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器节点正常工作,放电时间持续620 ms,最大放电功率可达120 mW。 展开更多

关键词 换能器 振动能量采集 非线性 开关匹配电路 电源管理电路 无线传感节点

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可穿戴生理信息监测的自供电系统研究 被引量：3

20

作者 李敏 李玲 +3 位作者 张加宏 高翔 刘清惓 王立 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期147-155,共9页

设计与制作了一种应用于可穿戴生理信息监测的自供电系统,利用压电-光电复合能量收集装置采集人体运动时足底的机械能和室内光能。复合能量收集装置以运动鞋为载体,设计了多种结构压电能量收集器固定在鞋底,光电能量收集器粘接在鞋面,... 设计与制作了一种应用于可穿戴生理信息监测的自供电系统,利用压电-光电复合能量收集装置采集人体运动时足底的机械能和室内光能。复合能量收集装置以运动鞋为载体,设计了多种结构压电能量收集器固定在鞋底,光电能量收集器粘接在鞋面,收集到的能量存储在超级电容中,同时设计了一套能够定时、按需供电的能量管理控制电路,控制生理信息监测系统每隔20 min上电一次,并且测量结束即刻断电。经测试,光电能量收集装置在室内从早上7点至晚上7点的平均输出功率达到590μW,压电能量收集装置在1.2 m/s的匀速步行状态驱动下的平均输出功率达540μW以上,复合能量输出功率能够稳定在1.124 mW以上,即20 min产电1.349 J。对系统各单元进行数据采集测试以及功耗测试,得出系统一个工作周期耗能1.04 J。从能量收支平衡来看,利用运动机械能与光能复合供电的生理信息采集系统可实现自我维持定时工作,具有一定的应用参考价值。 展开更多

关键词 可穿戴生理信息监测 自供电系统 复合能量收集 能量管理控制电路

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