壓電振動能量回收系統(tǒng)DICH接口技術(shù)的研究與設(shè)計.pdf

1、能量回收技術(shù)是無線傳感網(wǎng)絡(luò)和便攜式電子設(shè)備向微型化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，在國內(nèi)外現(xiàn)有的幾種能量回收技術(shù)中，基于壓電材料將環(huán)境中的振動能轉(zhuǎn)化為電能的壓電振動能量回收技術(shù)引起了科研人員的廣泛關(guān)注，這是因為其具有輸出功率大、對電子器件不產(chǎn)生電磁干擾和體積小易于實現(xiàn)微型化，特別適合MEMS方面的應(yīng)用。本文對壓電振動能量回收系統(tǒng)的接口電路進行了研究，主要的研究內(nèi)容和取得的成果如下：
　　1.在壓電材料的壓電效應(yīng)和壓電方程的基礎(chǔ)上，結(jié)合機械振動

2、中的“彈簧-質(zhì)量-阻尼塊”模型建立了能量回收系統(tǒng)的機電耦合模型，并分析了系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系和影響回收功率的系統(tǒng)參數(shù)。
　　2.對標準接口、同步電荷提取和串并聯(lián)同步開關(guān)電感四種常見的壓電能量回收接口技術(shù)進行了詳細的理論分析并推導(dǎo)出了在恒定位移和恒定激振力條件下的理論回收功率。
　　3.設(shè)計了一種新的壓電能量回收接口電路——雙中間電容回收電路(DICH)，分析了在位移恒定和激振力恒定條件下的理論回收功率，并比較了該接口電路與四種

3、常見的接口電路在上述條件下的理論回收功率與負載和機電耦合系數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明：在恒定激振位移條件下，雙中間電容回收電路的回收功率與負載無關(guān)，約為同步電荷提取電路的2倍；在恒定激振力條件下，隨著系統(tǒng)機電耦合系數(shù)的增大，雙中間電容回收電路的回收功率先增大都趨于穩(wěn)定。
　　4.在Multisim中建立壓電片的仿真模型，并對四種常見的接口電路和雙中間電容回收電路進行了仿真，對它們的仿真結(jié)果進行了比較。
　　5.搭建實驗平臺，在相同的