文献综述
1 压电能量收集器概述
把环境中多种形式的能量转换成电能并将电能存储起来,或者直接为设备和器件供电,这就是能量收集[1]。能量收集方式有很多种,能量收集的各种方式的原理也各不相同。目前环境中可收集的能量包括太阳能、风能、洋流和潮汐等水能、地热能和振动能等。它们各自对应着相应的理论,在这些理论的指导下,能量收集技术迅速发展,对太阳能、风能、水能、地热能进行收集并转换而成的电能已经接入国家电网,在我们的生产、生活中发挥了相当可观的作用[2]。
振动能作为环境中普遍存在的一种能量形式,人们越来越关注如何采集振动能为电子设备供电,实现能量的自给。目前,国内外对微型振动能采集器进行了大量的研究,从理论模型到工程应用,取得了一些重要成果[3]。
2 微型振动能采集器的分类
微型振动能采集器是目前微能源研究的热点,它可以将自然环境中广泛存在的振动能转换为电能,并进一步用于驱动无线传感节点或其他的自治式微系统。根据振动能采集器工作原理的不同,可以分为静电式[4-5]电磁式[6-8]、和压电式三大类:
2.1微型压电振动能采集器:
压电式采集器由周围环境的振动带动压电换能结构振动,压电换能结构产生形变进而产生应变,压电材料由于压电效应产生电荷。目前,压电振动能采集器存在着频带窄、频率较高、频率匹配难等诸多问题,虽然有相关的产品问世,但是距离普及和实用化还有距离。
2.2微型电磁振动能采集器:
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