基于压电效应的能量收集

其进行理论分析 分析压电陶瓷的参数与机械结构参数与压电陶瓷发电性能的影 并在此基础上计算出压电陶瓷最佳粘贴位置 2 3 设计不同的能量收集电路及其相应的控制电路 设计压电能量收集的电压转换电路及其控制电路 分析电路参数及负载参 使得压电陶瓷发出的 并且对不同的能量收集电路进行比较
数对能量收集装置发电性能的影响
电能能量直接应用 分析变换电路开关控制信号的占空比及频率对压电陶瓷发电 性能的影响 并在此基础上提出了压电能量收集自供能技术
关键词
能量收集
振动
DC-DC 变换器
压电陶瓷, 自供能技术
iBaidu Nhomakorabea
基于压电效应的能量收集
ABSTRACT
In the last years, the typical consumer electronics became more and more mobile. The energy supply of these devices has drawn a lot of attentions. Piezoelectric energy harvesting is a new type micro-power generator, its structure is simple, it doesn't heat and it is easy to manufacture. Piezoelectric energy harvesting can be used in many applications, such as the sensor and monitor system. In this paper we used piezoelectric device to convert mechanical energy to electric energy. The electric energy is provided to different storage devices, such as capacitor or battery. The main work accomplished is summarized as follows: 1. I design the mechanical device of piezoelectric energy harvesting. We use the knowledge of mechanical vibration and piezoelectric to analyze the mechanical device, and get the result of that mechanical device parameter influence capability of piezoelectric energy harvesting. 2. I design different piezoelectric energy harvesting circuit and control circuit. And analyze the result of circuit parameter influence capability of piezoelectric energy harvesting. In last we compare capability of these piezoelectric energy harvesting circuits. 3. I design the DC-DC convert circuit and control circuit. The DC-DC convert circuit is used for power optimization or load voltage regulation. In last we get an idea of self-power supply for piezoelectric energy harvesting circuit. Key words : energy harvesting, vibration, DC-DC convert circuit, piezoelectric, self-power
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基于压电效应的能量收集 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 2. 23 并联电感同步开关实验电路 ....................................... 43 24 并联电感同步开关控制信号波形图 .................................. 1 25 并联电感同步开关控制电路 ....................................... 44 26 并联电感同步开关回收电路负载功率曲线 ........................... 44 27 串联电感同步开关回收电路 ....................................... 45 28 串联电感同步开关电路波形图 ..................................... 45 29 串联电感同步开关实验电路 ....................................... 47 30 串联联电感同步开关回收电路负载功率曲线 ......................... 47 31 几种能量收集电路输出功率比较 ................................... 48 1 降压式 DC-DC 变换电路及降压原理 .................................. 49 2 带有 DC-DC 变换的能量收集电路 .................................... 50 3 开关频率与输出功率的关系曲线 .................................... 52 4 PWM 产生电路 .................................................... 52 5 占空比 D 与输出功率关系曲线 ...................................... 53 6 能量收集电路自供电示意图 ........................................ 54 7 驱动信号产生电路 ................................................ 54 8 能量收集电路自供电副电路 ........................................ 55 9 能量收集电路自供电选择电路 ...................................... 55 10 自供电能量收集电路 ............................................. 56 1 应力分量的表示法 ................................................ 13
南京航空航天大学 硕士学位论文 基于压电效应的能量收集 姓名：潘家伟 申请学位级别：硕士 专业：仪器科学与技术（智能监测与控制） 指导教师：黄卫清 20080301
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
近些年来随着无线设备的广泛应用 其供电问题受到人们的广泛关注 压电 能量收集装置作为一种新型的微型发电装置 具有结构简单 发热量小 无电磁 干扰 易于加工制作和实现结构上的小型化 集成化等优点 适用于各类传感及 监测系统 本文研究了压电陶瓷的机电能量转换机理和电能存储特性 设计制作 了不同形式的能量收集电路 转换电路及对应的控制电路 在最后还提出压电能 量收集自供能技术 1 响 主要研究内容如下 利用机械振动学 压电学的知识对 设计压电能量收集装置的机械结构
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南京航空航天大学硕士学位论文
图表清单
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