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题名振动俘能的自供电无线传感器节点设计
被引量：4
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作者
韦永祥
陈仲生
陈志文
杜思俊
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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
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第3期79-83,共5页
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基金
国际自然科学基金资助项目(51911530202)。
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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。
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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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Keywords
vibration energy-harvesting
double vortex plane spring
power management
self-powered wireless sensor
finite element simulation
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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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题名压电/磁致伸缩复合悬臂梁式磁场取能器的研究
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作者
温欣然
王晓波
朱于良
史汝川
罗骋韬
韩韬
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机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
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出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第5期857-864,共8页
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基金
国家重点研发计划(2021YFA0716502)。
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文摘
磁致伸缩材料在提升压电/磁致伸缩复合悬臂梁式磁场取能器的输出性能中极具潜力,但其性能增强的充分条件尚未有详尽讨论。该文基于欧拉-伯努利梁假设,建立了时谐磁场激励下单晶构型压电/磁致伸缩复合悬臂梁式磁场取能器的分布参数模型,给出了电阻负载时取能器输出电压的解析解,提出了磁致伸缩效应增强输出性能的激励增强条件并验证了该条件的有效性。在此基础上,基于PZT-5H和铁镓合金制备了工频磁场取能器,在1 Oe磁场中最大直流输出电流为142μA,功率密度达到35.4μW/cm^(3)/Oe^(2)。实验表明,取能器在4 Oe微弱磁场中能为无线传感器稳定供电以持续监测环境参数。这为电力设施状态监测领域提供了一种高效的磁场取能解决方案。
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关键词
磁场能量采集
自供电无线传感器
磁致伸缩材料
压电材料
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Keywords
magnetic energy harvesting
self-powered wireless sensor
magnetostrictive material
piezoelectric material
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
TN712
[电子电信—电路与系统]
TN86
[电子电信—信息与通信工程]
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