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一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置制造方法及图纸

技术编号:6166143 阅读:241 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置,该装置分为能量转换和功率调理两部分,能量转换装置中含压电材料的振动机构响应基座传递的环境振动,把振动的机械能转换为电能;功率调理电路将电能提取、调理后累积储存。振动机构由两个上下平行固定于基座的单自由度悬臂梁结构压电振子和一根垂直连接振子质量块的弹簧构成,两振子的梁厚与质量块重量均不同,形成一阶与二阶谐振频率相邻的宽频谐振二自由度系统。功率调理电路由低功耗的同步电荷转移电路模块、电荷汇集电容、可控电压阈值DC/DC转换模块和储能器件组成。该装置谐振响应频带较宽、功耗低且完全不需外部供电,因而效率高,适用于自供电或从环境补给电能的设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于二自由度压电振子的、采集环境振动能量的微小型装置,适用于诸如无线传感器、便携式电子设备等需要自供电,或需要通过采集周围环境振动能进行能量补充的应用场合。
技术介绍
随着无线传感器网络、便携式电子设备或装置等功耗低、独立工作的系统的快速发展,对长寿命的独立电源供应技术的需求越来越强烈。目前,电池仍然是这类系统的首选电源,但电池容量毕竟有限,需要定期更换,给上述系统的应用带来很大的不便。同时,大量使用一次性电池也会对环境造成危害。近年来兴起的环境能量采集技术是解决以上问题的一种有效途径。它利用环境中存在的各种能量,将其转化为电能并累积储存,可为电子系统提供或补充电能。可用于能量采集与转化的环境能源有太阳能、机械振动能、热能等等。其中太阳能的利用已商用化,其他能源的收集技术仍在研究中。环境振动能是一种存在范围很广的能量形式,在一般环境中,甚至许多人们比较难以进入的环境中都有振动源存在,且不象太阳能那样受时间、天气等因素限制,因此振动能量收集技术成为目前研究的新热点。 根据能量转换机理的不同,获取电能的有效方法有电磁式、静电式和压电式等3类,与其他的两种振动能量采集方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置,其特征在于,包括用于将机械能转换成电能的能量转换装置和用于将电能进行调理并存储的功率调理电路;所述的能量转换装置包括基座和2个悬臂梁结构的压电振子;每一个压电振子均由悬臂梁和质量块组成,悬臂梁的一端固定于基座上,质量块设置于悬臂梁的另一端即自由端;悬臂梁上设有用于将机械能转化为电能的压电层;能量转换装置上还设有用于电能输出的输出端子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘少强彭敏强樊晓平李勇周彭俊先谭宗凯
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:43

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