振动能量采集器能量管理电路的研究 被引量：4

1

作者 丁建桥 聂惠娟 +1 位作者 武科迪 苏宇锋 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第2期354-358,共5页

研究了一种抗磁悬浮式振动能量采集器,首先结合理论对抗磁悬浮振动采集器的工作原理进行了详细讨论,之后提出了适用于本结构的6倍压整流电路并对其进行仿真优化,最后利用振动台测试其在5 Hz、0.5 gn的激励条件下的输出特性,6倍压电路输... 研究了一种抗磁悬浮式振动能量采集器,首先结合理论对抗磁悬浮振动采集器的工作原理进行了详细讨论,之后提出了适用于本结构的6倍压整流电路并对其进行仿真优化,最后利用振动台测试其在5 Hz、0.5 gn的激励条件下的输出特性,6倍压电路输出能够点亮LED灯,当充电时间为20 s时,输出电压可达1.7 V。该抗磁悬浮式振动能量采集器有望给便携式微型电子供电。 展开更多

关键词 能量采集器 有限元 抗磁悬浮 能量管理电路 便携式电子

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串联式多能源柔性压电-电磁复合俘能器电路

2

作者 梅杰 向杨阳 《起重运输机械》 2025年第2期66-75,共10页

文中提出并设计了一种3压电片串联式压电-电磁复合俘能器电路。基于同步翻转电荷提取电路(SICE)的输出特性,对单一压电片以及3压电片串联连接对压电-电磁复合俘能器的输出特性进行理论及仿真分析,得出输入端的电压波形以及负载功率的变... 文中提出并设计了一种3压电片串联式压电-电磁复合俘能器电路。基于同步翻转电荷提取电路(SICE)的输出特性,对单一压电片以及3压电片串联连接对压电-电磁复合俘能器的输出特性进行理论及仿真分析,得出输入端的电压波形以及负载功率的变化曲线,对比验证复合电路对振动能量俘获效率的准确性。仿真分析结果表明:单压电片式复合俘能器电路的输出功率稳定在96μW左右。当3压电片串联接入电路,即3个电源串联时,系统的输出功率在285μW上下波动,且其功率输出均不受外接负载电阻阻值的影响,符合SICE的输出特性。最后验证了标准能量管理电路对复合俘能器在不同激励加速度下产生的非线性电源的整流滤波效果。并对比分析了不同负载电容,不同电源滤波电容和不同型号整流桥对电路的整流影响。 展开更多

关键词 压电-电磁复合俘能器 能量管理电路 三压电片串联式 仿真

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压电式振动能量采集电源管理电路分析 被引量：7

3

作者 李金田 文玉梅 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期606-610,共5页

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同... 压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。 展开更多

关键词 压电元件 振动能量采集 电源管理电路 能量采集电路效率

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基于压电效应的磁场能量采集管理电路研究 被引量：2

4

作者 赵帅 周科峰 +1 位作者 刘琛 王晗 《电工电气》 2020年第2期12-17,共6页

对基于压电效应的磁场能量采集管理电路进行了研究,介绍了不同能量管理电路的结构和工作原理。通过MATLAB对各能量管理电路在压电材料处于恒定外力下的输出功率特性进行了仿真分析,并制作了悬臂梁结构电磁能量采集装置和能量管理电路,... 对基于压电效应的磁场能量采集管理电路进行了研究,介绍了不同能量管理电路的结构和工作原理。通过MATLAB对各能量管理电路在压电材料处于恒定外力下的输出功率特性进行了仿真分析,并制作了悬臂梁结构电磁能量采集装置和能量管理电路,测试了各能量管理电路在恒定幅值工频磁场下的输出功率特性,结果表明,在2.4 Oe工频磁场下串联同步开关电感电路使输出功率提高了13.14%。使用该装置在20 A载流导线附近成功采集磁场能量并点亮LED灯。 展开更多

关键词 磁场能量采集 能量管理电路 压电效应 恒定磁场

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应用于光纤传感网络的热电发生器设计与研究

5

作者 唐浩冕 梁磊 +2 位作者 袁银权 宋力勰 杜尚明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期160-164,共5页

研制并测试了用于光纤海底地震传感网络节点的热电能量收集系统。基于碲化铋热电材料,制作了用于光纤传感器的热电发生器(TEG),建立了热电模型并进行了验证。提出了一种将TEG输出的能量收集并利用的能量管理电路。详细介绍了该系统的设... 研制并测试了用于光纤海底地震传感网络节点的热电能量收集系统。基于碲化铋热电材料,制作了用于光纤传感器的热电发生器(TEG),建立了热电模型并进行了验证。提出了一种将TEG输出的能量收集并利用的能量管理电路。详细介绍了该系统的设计思想、电路原理图和模拟水下环境实验。实验数据表明:所制作的TEG能够以2.67%的效率将热能直接转换成电能,设计的能量管理电路能够以23.09%的效率将电能收集并利用。该研究结果对延长光纤海底节点工作时间、增加系统可靠性有重要意义。 展开更多

关键词 光纤传感 热电材料 热电发生器 海底地震节点 能量管理电路

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农用无线传感器节点基于混合能量收集和利用的自供电系统设计 被引量：1

6

作者 张燠诗 韩瑞瑞 +1 位作者 赵洲 田雨欣 《物联网技术》 2022年第3期34-37,共4页

智慧农业的实现基础是能够高效可靠地采集并传输农田环境信息。农业生产环境具有复杂、影响因素多、异质性大等特点,这对传感器节点的适应性及供电系统提出更高的要求。本研究创新性地设计了一种农业环境微能量收集系统。该系统将太阳... 智慧农业的实现基础是能够高效可靠地采集并传输农田环境信息。农业生产环境具有复杂、影响因素多、异质性大等特点,这对传感器节点的适应性及供电系统提出更高的要求。本研究创新性地设计了一种农业环境微能量收集系统。该系统将太阳能、土壤温差能和微型风能混合收集,并利用所设计的一体化发电系统实现对无线传感器网络节点自供电。采用高效的电能管理电路实现了各能量的互补利用,达到了通过对混合环境微能量的高效收集来为无线传感器节点稳定供电的目的。文中针对多种能量收集策略、最大功率点跟踪技术以及阻抗匹配功能实现等问题进行了分析研究,并总结了目前混合能量收集技术的现状及发展趋势。 展开更多

关键词 农业环境 无线传感器 自供电 混合能量收集 能量管理电路 智慧农业

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基于压电能量采集器的事件驱动监测装置

7

作者 魏琰 李亭汶 +1 位作者 吴闯 徐大诚 《信息技术与信息化》 2021年第6期147-150,共4页

在充分研究上变频二级耦合振动能量采集的基础上,设计了一种“事件驱动”的无源监测报警装置。对二级耦合式振动能量采集器的工作原理进行了讨论与分析,给出了电能收集与管理电路,并完成存储电能达到阈值后输出电能驱动蜂鸣器发声,实现... 在充分研究上变频二级耦合振动能量采集的基础上,设计了一种“事件驱动”的无源监测报警装置。对二级耦合式振动能量采集器的工作原理进行了讨论与分析,给出了电能收集与管理电路,并完成存储电能达到阈值后输出电能驱动蜂鸣器发声,实现无源自报警的目的。测试结果表明,在4 g、42 Hz振动环境下,经过13.8 s的充电,能实现300 ms的报警时长。该装置可应用于目标安全监测的无线传感网或物联网系统。 展开更多

关键词 能量采集器 上变频 能量管理电路 报警器

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可穿戴生理信息监测的自供电系统研究

8

作者 李敏 李玲 +3 位作者 张加宏 高翔 刘清惓 王立 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期147-155,共9页

设计与制作了一种应用于可穿戴生理信息监测的自供电系统,利用压电-光电复合能量收集装置采集人体运动时足底的机械能和室内光能。复合能量收集装置以运动鞋为载体,设计了多种结构压电能量收集器固定在鞋底,光电能量收集器粘接在鞋面,... 设计与制作了一种应用于可穿戴生理信息监测的自供电系统,利用压电-光电复合能量收集装置采集人体运动时足底的机械能和室内光能。复合能量收集装置以运动鞋为载体,设计了多种结构压电能量收集器固定在鞋底,光电能量收集器粘接在鞋面,收集到的能量存储在超级电容中,同时设计了一套能够定时、按需供电的能量管理控制电路,控制生理信息监测系统每隔20 min上电一次,并且测量结束即刻断电。经测试,光电能量收集装置在室内从早上7点至晚上7点的平均输出功率达到590μW,压电能量收集装置在1.2 m/s的匀速步行状态驱动下的平均输出功率达540μW以上,复合能量输出功率能够稳定在1.124 mW以上,即20 min产电1.349 J。对系统各单元进行数据采集测试以及功耗测试,得出系统一个工作周期耗能1.04 J。从能量收支平衡来看,利用运动机械能与光能复合供电的生理信息采集系统可实现自我维持定时工作,具有一定的应用参考价值。 展开更多

关键词 可穿戴生理信息监测 自供电系统 复合能量收集 能量管理控制电路

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基于温差发电的传感器自供电系统设计 被引量：13

9

作者 吴志东 张宏斌 +2 位作者 冯宇琛 蔡有杰 包丽 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第11期67-70,共4页

设计了一种基于温差发电的传感器自供电系统,可收集通风管道内、外温差能量,为传感器监测系统供电。对温差发电片输出能量进行实验测试,可知单组温差发电片在温差为16℃时输出功率9.42 mW。采用3组温差发电片串联,可满足DHT11传感器模块... 设计了一种基于温差发电的传感器自供电系统,可收集通风管道内、外温差能量,为传感器监测系统供电。对温差发电片输出能量进行实验测试,可知单组温差发电片在温差为16℃时输出功率9.42 mW。采用3组温差发电片串联,可满足DHT11传感器模块22.7 mW用电需求。为实现升压转换以满足系统电压需求,设计基于LTC3108芯片能量管理电路,并利用LTspice软件进行仿真,结果表明:能量管理电路可稳定输出3.3 V电压。对自供电系统进行现场测试,当通风管道内、外温差为16℃,自供电系统输出总功率为28.16 mW。传感器模块可正常工作。系统采用模块化设计,可通过增加温差片提升供电能力,且输出稳定,广泛适用于各种温差环境中。 展开更多

关键词 温差发电 功率分析 能量管理电路 自供电系统

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基于摩擦纳米发电机的波浪能采集系统的研究进展 被引量：5

10

作者 姚永杰 张鹏 +2 位作者 王登旭 李玉霞 黄梁松 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第2期107-117,144,共12页

简单阐述了近年来摩擦纳米发电机(TENG)的工作原理、四种工作模式以及性能优化的方法,并对其四种工作模式的典型结构、优缺点、应用场合以及影响输出功率的主要因素进行了总结。重点介绍了固-液接触型、带有内部机械结构型、混合发电型... 简单阐述了近年来摩擦纳米发电机(TENG)的工作原理、四种工作模式以及性能优化的方法,并对其四种工作模式的典型结构、优缺点、应用场合以及影响输出功率的主要因素进行了总结。重点介绍了固-液接触型、带有内部机械结构型、混合发电型以及其他类型的用于波浪能收集的TENG的几种结构设计,并对它们的性能以及优缺点进行了比较。介绍了两种通用的能量管理电路,总结了近年来TENG通过采集波浪能在金属防腐蚀、海水淡化与电解、船舶水位监测及海面溢油检测等海洋环境应用方面的研究进展。最后,对该领域当前存在的问题进行了分析,并展望了未来发展的方向。 展开更多

关键词 摩擦纳米发电机(TENG) 波浪能收集 自供能 能量管理电路 海洋环境应用

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基于温差发电的自供电传感器系统设计 被引量：1

11

作者 戴路 尹涛 +1 位作者 张闽 张煌 《农业装备与车辆工程》 2023年第6期147-150,共4页

基于升压芯片LTC3108设计了一款能量收集转换装置,利用温差发电原理将发电片的热能转换成电能,将收集的能量用于传感器系统供电。为解决温差变化导致输出电压不稳定及传感器间歇工作等问题,能量管理电路采用超级电容作为储能元件进行能... 基于升压芯片LTC3108设计了一款能量收集转换装置,利用温差发电原理将发电片的热能转换成电能,将收集的能量用于传感器系统供电。为解决温差变化导致输出电压不稳定及传感器间歇工作等问题,能量管理电路采用超级电容作为储能元件进行能量存储;对温差模块、储能模块和传感器模块进行了测试。实验结果表明,发电片在30℃的温差下输出的电压为91 mV,容量为1.0 F的V型超级电容可以从0.3 V的电压升高至3.6 V以上,处理器nRF52832模块在工作时的平均功耗为283μW,待机时的平均功耗为26μW。 展开更多

关键词 温差发电 LTC3108 能量管理电路 自供电

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应用于无线传感器节点的微小型复合能源收集系统(英文) 被引量：8

12

作者 高永丰 张高飞 +1 位作者 王晓峰 尤政 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2012年第4期327-331,共5页

设计并实现了一种可应用于无线传感器节点的复合能源系统样机,基于一种无线地磁交通流传感器,提出了本文的设计目标.选择太阳能、风能、应变能作为系统的能量源.根据这3种不同能量源的特性,对能量管理模块与能量储存模块进行了针对性设... 设计并实现了一种可应用于无线传感器节点的复合能源系统样机,基于一种无线地磁交通流传感器,提出了本文的设计目标.选择太阳能、风能、应变能作为系统的能量源.根据这3种不同能量源的特性,对能量管理模块与能量储存模块进行了针对性设计,最后实现并测试了样机.实验结果表明,该样机可连续35 h在3.55 V电压下输出50mW的电能. 展开更多

关键词 能量收集 能量管理电路 无线传感器节点

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基于无线传感器网络的激光主动供能系统 被引量：10

13

作者 陈韬 朱永 +3 位作者 王宁 陈建君 龚天诚 文玉梅 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第11期91-93,96,共4页

提出了一种利用激光远距离激励荧光粉发光为无线传感器网络供能的方法,解决了在环境能源缺乏时传感器网络的供能问题。对激光主动供能发射光场的分布特性进行了分析,提出了能够提高激光利用率的双面荧光靶光学结构,并设计了一种在激光... 提出了一种利用激光远距离激励荧光粉发光为无线传感器网络供能的方法,解决了在环境能源缺乏时传感器网络的供能问题。对激光主动供能发射光场的分布特性进行了分析,提出了能够提高激光利用率的双面荧光靶光学结构,并设计了一种在激光主动供能方式下驱动传感器节点的高效率低功耗的能量管理电路。利用3 W,473 nm激光器搭建了激光主动供能系统,实验结果表明:利用该供能系统能得到空间角为4π/3的均匀出射光场,其平均能量密度约13μW/cm2;集成有能量管理电路的无线节点在该系统中每15 min工作一次。 展开更多

关键词 无线传感器网络 激光主动供能 能量管理电路

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基于磁流变阻尼器的自供能无线传感系统设计 被引量：2

14

作者 汪忠 余淼 +2 位作者 帅璐 王四棋 杨世凯 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第12期126-128,132,共4页

为检测磁流变阻尼器的内部状态参数,提出一种电磁式机械能量采集器的新型结构,将磁流变阻尼器工作缸内活塞运动的机械能转换为电能,以超级电容器作为储能器件,设计了相应的能量管理电路,实现温度传感器和无线传感模块的能量供给。实验... 为检测磁流变阻尼器的内部状态参数,提出一种电磁式机械能量采集器的新型结构,将磁流变阻尼器工作缸内活塞运动的机械能转换为电能,以超级电容器作为储能器件,设计了相应的能量管理电路,实现温度传感器和无线传感模块的能量供给。实验结果表明:自供能装置能产生高达4.5 V的开路电压,所设计的能量管理系统可以驱动无线传感模块正常工作。 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 自供能 能量管理电路 无线传感

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基于TENG 的人体运动监测及其在跌倒检测中的应用 被引量：3

15

作者 杨刚 王超 +1 位作者 王丽芳 杜佳 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第9期1464-1472,共9页

随着物联网技术的广泛应用,传统电源在使用时存在频繁更换或充电等问题,限制了可穿戴设备的发展。利用聚四氟乙烯(PTFE)和铝(Al)箔制备了接触-分离式摩擦纳米发电机(TENG),通过人体布设完成人体运动能量的采集,根据输出电信号的变化对... 随着物联网技术的广泛应用,传统电源在使用时存在频繁更换或充电等问题,限制了可穿戴设备的发展。利用聚四氟乙烯(PTFE)和铝(Al)箔制备了接触-分离式摩擦纳米发电机(TENG),通过人体布设完成人体运动能量的采集,根据输出电信号的变化对人体运动姿态进行监测。此外,还设计了基于TENG的自供电跌倒检测系统,采用TENG进行人体能量收集,利用基于LTC3588芯片的能量管理电路实现电压转换,加速度传感器实现人体运动数据采集,最后通过串口传输至计算机显示。实测结果表明,该TENG的开路电压和短路电流分别为48 V和2.6μA,其结果验证了TENG具有输出电压高、电流低的特性。TENG作为自驱动传感器用于人体运动监测,在行走状态下输出电压最大值为63 V,在跑步状态下为116 V,在跳跃状态下达到130 V,根据输出特性可以准确判断人体当前运动状态。此外,对TENG的能量管理电路进行仿真和测试,结果表明其能够实现3.3 V稳压输出,可满足利用加速度传感器设计的跌倒检测系统的供电需求。 展开更多

关键词 摩擦纳米发电机(TENG) 可穿戴设备 自供电 能量管理电路 自驱动传感器

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基于风能收集的自供电无线传感器网络节点设计 被引量：2

16

作者 黎水平 程家豪 《数字制造科学》 2020年第4期306-310,共5页

针对传统无线传感器网络节点供电电池存在更换困难、易造成环境污染等问题,提出了一种基于风能收集的自供电无线传感器网络节点设计方案。设计了一种压电式风能收集器来收集环境中的风能,为无线传感器网络节点供电。基于并联同步开关电... 针对传统无线传感器网络节点供电电池存在更换困难、易造成环境污染等问题,提出了一种基于风能收集的自供电无线传感器网络节点设计方案。设计了一种压电式风能收集器来收集环境中的风能,为无线传感器网络节点供电。基于并联同步开关电感电路和稳压芯片MAX1672,设计了以超级电容为储能元件的能量管理电路,解决了风能收集器无法直接给节点供电的问题。以CC2530和SHT20为核心,设计并制作了具备温湿度监测功能的无线传感器网络节点。实验表明,风能收集器的启动风速为3 m/s,最佳负载为30 kΩ,最大输出功率为220 uW,在90 s的数据发送周期下,节点能够正常工作。 展开更多

关键词 风能收集 无线传感器网络节点 自供电 能量管理电路

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