基于压电陶瓷的环境振动驱动微型压电发电装置设计

论文摘要

本装置是基于压电陶瓷的环境振动驱动微型压电发电装置,主要是收集环境中的振动能量,根据压电效应把振动能量转化为电能存储起来,以供应各种用电设备。它主要由电路部分和机械部分2部分组成,电路部分包括整流、滤波、稳压和存储电路,机械部分包括由压电陶瓷片、可调金属重物和压电弹簧片组成的压电振子、透明上壳和硬塑底座。本装置经改进后,具有体积小、重量轻,能量密度高、寿命长,能量可靠、对环境适应性强,对人体和环境无害、环保节能,没有电磁干扰、能同微加工工艺兼容和与微机电系统(MEMS)集成等优点。主要可运用于手机、mp3、数码相机、笔记本电脑、掌上电脑、商务通等电子产品,列车、汽车、野外等无线传感器网络系统中,为以上电子设备提供电源,代替了环境依赖性很强的太阳能电池、风能发电装置,需要经常更换或充电、材料浪费、污染环境、回收困难的化学电池和需要电缆连接提供电能等电源。极大地丰富和方便了人们的生活和工作,加快了无线传感器网络系统的发展。

论文目录

• 1 设计方案
•   1.1 功能描述
•   1.2 装置内部结构及整体外观
•   1.3 电路部分
•     1.3.1 整流方案论证
•       1)单相波整流。
•       2)全波整流电路。
•       3)倍压整流电路。
•     1.3.2 存储电路方案论证
•   1.4 机械部分
•     1.4.1 结构设计
•     1.4.2 设计理念
•     1.4.3 压电弹簧片仿真分析及试验测试
•     1.4.4 仿真测试试验结果分析
• 2 压电发电的基础理论
•   2.1 压电效应
•   2.2 压电材料的介绍
•   2.3 压电陶瓷的串联与并联
• 3 实验及制作
•   3.1 实验预测方案
•   3.2 实物实验测试
•   3.3 发现问题及分析原因
•   3.4 根据分析结论进行试验证明
•     3.4.1 改变导线对比实验
•     3.4.2 改变压电陶瓷片对比实验
•     3.4.3 改变压电弹簧片的参数对比实验
•       3.4.3.1 压电振子长度对电压输出特性的影响
•       3.4.3.2 压电振子宽度对电压输出特性的影响
•       3.4.3.3 振子厚度对电压输出特性的影响
•       3.4.3.4 振动频率对压电振子产生电压的影响
•   3.5 装置制作
•     3.5.1 电路部分制作
•     3.5.2 机械部分制作
• 4 设计制作中关键技术问题
•   4.1 电路部分的关键技术问题
•   4.2 机械部分的关键技术问题
• 5 创新特色
•   5.1 利用环境振动能量发电
•   5.2 集成度高、能量密度高、环保节能
•   5.3 寿命长、能量可靠、对环境适应性强
•   5.4 运用范围广、价格便宜、可产品化、易推广,具有很大市场价值
•   5.5 主要技术指标
• 6 预计应用前景
• 7 产品推广

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 豆高雅

关键词: 压电陶瓷,发电装置,振动能量,无线传感器

来源: 陶瓷 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 榆林市瀚霆化工技术开发有限公司

分类号: TM619

DOI: 10.19397/j.cnki.ceramics.2019.05.010

页码: 51-63

总页数: 13

文件大小: 4609K

下载量: 260