一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，包括以下步骤：1、将双晶压电片固定在夹具上，确定双晶压电片的连接方式，利用试验装置进行后续测量；2、测量每片双晶压电片的开路电压，进而获得其共振频率，按照共振频率相近原则对双晶压电片进行分组，每组采用不同的串并联方式对该组中的双晶压电片进行组合；3、测量不同串并联组合方式下各个双晶压电片组合的开路电压，并进行带载实验，测量负载电压并计算负载功率；4、对比不同串并联组合方式下得到的各个双晶压电片组合的负载电压与负载功率，确定最优的串并联组合方式，即为压电俘能装置的最优功率组合方式。该方法有利于获得压电俘能装置的最优功率组合方式。合方式。合方式。

A power optimization method of piezoelectric energy capture device based on piezoelectric series parallel mode

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法


[0001]本专利技术属于压电取能领域，具体涉及一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法。

技术介绍

[0002]自然环境中无处不在的机械振动能会产生微瓦级到毫瓦级的电能，足以满足微功耗的无线传感网络的供电需求。当前振动能量回收的方法主要有静电式、电磁式、压电式三种。静电式是利用静电感应原理将机械能转换为电能，电磁式是利用电磁感应原理将机械能转换为电能，压电式是利用压电材料的正压电效应将机械能转换为电能。其中，压电式振动能量回收方式的能量密度最高，而且压电能量回收系统结构简单，易于集成和实现微型化，可以广泛应用于生活和生产实践中，这相比电磁式和静电式具有较大的优势。
[0003]压电俘能装置一般采用传统悬臂梁结构，利用压电效应产生电能，对压电晶体施加外力时，正负电荷不再对称分布，在晶体表面会产生异号极化电荷，发生正压电效应。将压电晶片粘贴在悬臂梁的上表面，当外界发生机械振动时，横梁上下摆动，并且带动附在其上的压电片弯曲形变，从而将外界环境中的机械振动能转化为电能。压电晶片的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将双晶压电片固定在夹具上，确定双晶压电片的连接方式，利用试验装置进行后续测量；步骤2：测量每片双晶压电片的开路电压，进而获得其共振频率，按照共振频率相近原则对双晶压电片进行分组，每组采用不同的串并联方式对该组中的双晶压电片进行组合；步骤3：测量不同串并联组合方式下各个双晶压电片组合的开路电压，并进行带载实验，测量负载电压并计算负载功率；步骤4：对比不同串并联组合方式下得到的各个双晶压电片组合的负载电压与负载功率，确定最优的串并联组合方式，即为压电俘能装置的最优功率组合方式。2.根据权利要求1所述的一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，其特征在于，步骤1中，双晶压电片为通过高温固态处理合成Sm掺杂的PMN
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PT压电陶瓷；以激振源振动的中心频率为目标频率，以目标频率为双晶压电片的共振频率来设计双晶压电片的厚度、长度、宽度，以俘获目标频率下的最大功率。3.根据权利要求1所述的一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，其特征在于，步骤1中，所述夹具为绝缘夹具，以防止双晶压电片在串并联时处于同一电位。4.根据权利要求1所述的一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，其特征在于，步骤1中，确定双晶压电片的连接方式为双晶压电片电极串联。5.根据权利要求1所述的一种基于压电片串并联方式的压电俘能装置功率优化方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒胜文，邱晗，李嘉琦，杨琪，高雯，林力欣，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：