基于壓電材料的環(huán)境振動(dòng)能量采集.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，各種便攜式發(fā)電裝置的研究將成為新的研究熱點(diǎn)，其目的是在某些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域替代電池或自動(dòng)為電池充電。利用每一種發(fā)電原理構(gòu)造的發(fā)電裝置都有其自身的特點(diǎn)和使用領(lǐng)域，壓電發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)電磁干擾、易于加工制作和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化、集成化等，尤其適用于各類(lèi)傳感及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)壓電懸臂結(jié)構(gòu)的理論特性分析，得出了壓電振子最佳的結(jié)構(gòu)尺寸，并制作了壓電雙晶片振子，對(duì)經(jīng)典能量采集電路和同步電荷提取電路通過(guò)進(jìn)行Multis

2、im仿真。最后設(shè)計(jì)了能量存儲(chǔ)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能元件的充電。本文的具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　通過(guò)分析環(huán)境中振動(dòng)源的特性理論基礎(chǔ)，結(jié)合壓電材料研究分析了適合于壓電能量采集的振動(dòng)模式。對(duì)雙晶壓電懸臂梁進(jìn)行建模得出理論公式。通過(guò)數(shù)值分析得到壓電振子的結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能等相關(guān)參數(shù)對(duì)輸出功率、諧振頻率、最優(yōu)負(fù)載等性能的影響。并利用ANSYS仿真軟件對(duì)理論推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。利用上述提出的一些結(jié)論對(duì)壓電梁的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，并針對(duì)某一定激振頻率、振動(dòng)