提高振动发电机充电效率实验研究

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1、第24卷第7期传感技术学报Vo1．24No．7CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJuly20112011年7月TheExperimentStudyofEnhancingChargingEficiencyofCantileverVibrationGeneratorXUXiaoyong，rANGYuxi，LIUShulin，GEDongbao(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Inor

2、dertoenhancethechargingeficiencyofpiezoelectricmonomorphcantilevervibrationgenerator，vibrationgenerationandstoragesystemisbuilt，andwhenthepiezoelectricceramicspatchislocateddifferentpositionofthecantilever，vibrationgenerationandchargingeficiencyareinvestigatedforsuchdifferentgenerator

3、．Experimentresultsshowthattheredorespectivelyexistthemostappropriatelocationoftheceramicsforthestrongestchargingcapabilityunderfirstandsecondvibrationmodes．Thechargingtimeistheshortestforcantilevergeneratorofwhichthepiezoelectricceramicslocatedattherootofbeamunderfirstmode．Whenceramic

4、spatchlocatesatthemiddleofcantileverundersecondmode，thechargingismosteffective，moreoverthegeneratorenablesthebatteryvoltageuptohigher：value．Therefore，onepromisingwaytoimprovethechargingeficiencyofcantilevervibrationgeneratoristhatthelocationofthepiezoelectricpatchshouldbeselectedaccor

5、dingtothevibrationmode．Keywords：piezoelectricmonomorphcantilever；vibrationgenerator；vibrationmodes；piezoelectricceramicspatchEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．07．009提高振动发电机充电效率实验研究水许小勇，阳宇希，刘树林，葛东宝(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：为提高匮电单晶悬臂梁振动发电机充电效率，建立集能量捕获存储于一体的振动发电储能系统，测试了同一规格陶瓷

6、片贴于梁不同位置发电机的发电与充电性能，试验发现：在一阶与二阶振动模态下，各存在一个最佳粘贴位置可使发电机充电效率得到显著提高。在一阶模态下，陶瓷片贴于悬臂梁根部时，发电机充电时间最短；对于二阶模态，陶瓷片贴于梁中间位置的发电机充电最快，并可使电池获得更高的电压。在不同模态下，提高发电机充电效率的一个有效方法是改善陶瓷片贴片位置。关键词：压电单晶梁；振动发电机；模态；压电陶瓷片中图分类号：TM31；TM38；TN384；TM619文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)07-0976-05随着集成电路技术的快速发展，许多电子产品，需求一。特别是微电子

7、产品能耗越来越低，可以利用压电材文献[8]提出，将发电机输出的连续电能储存料收集环境中的能量，将其转换成电能替代电池为起来间歇性地对外界供电，这一思路受到普遍关注。这些微电子产品供电¨。但如何高效、快速充电是影响储电的关键问题之一。目前，在压电材料发电领域研究较多的是压电悬Guan等人从不同电路人手，将传统电路与Ottma等臂梁振动发电装置，其发电特性主要取决于几何结人提出的自适应电路同时为可充电电池充电，发现构、激振形式及材料性能等。一般地，压电单晶自适应电路将消耗捕获的能量，而结构简单的桥式悬臂梁发电机开路电压高，短路电流小，如悬臂梁尺整流充电电路优点更多，充

8、电效率更快