【英文题名】
Research on Energy Harvesting with Piezoelectric Cantilever Structure
【作者】
王宁 ;
【导师】
沈星 ;
【学位授予单位】
南京航空航天大学 ;
【学科专业名称】
仪器科学与技术
【学位年度】
2010
【论文级别】
硕士
【网络出版投稿人】
南京航空航天大学
【网络出版投稿时间】
2011-03-01
【关键词】
能量采集 ;
压电材料 ;
悬臂结构 ;
电路仿真 ;
振动 ;
【英文关键词】
Energy harvesting ;
Piezoelectric Materials ;
Cantilever Structure ;
Circuit Simulation ;
Vibration ;
【中文摘要】
随着科技的发展,各种便携式发电装置的研究将成为新的研究热点,其目的是在某些特殊的应用领域替代电池或自动为电池充电。利用每一种发电原理构造的发电装置都有其自身的特点和使用领域,压电发电装置的优点在于结构简单、无电磁干扰、易于加工制作和实现结构上的微小化、集成化等,尤其适用于各类传感及监测系统。本文通过对压电悬臂结构的理论特性分析,得出了压电振子最佳的结构尺寸,并制作了压电双晶片振子,对经典能量采集电路和同步电荷提取电路通过ORCAD/PSpice进行仿真,并通过实验与仿真经行对比。最后设计了能量存储电路,实现了对锂电池的充电。本文的具体研究内容如下:
1.通过研究压电效应及压电方程从而得到基于正压电效应的压电能量采集理论基础,研究分析了适合于压电能量采集的振动模式。
2.建立压电悬臂梁的两种典型结构即单晶片悬臂结构与双晶片悬臂结构,对两种结构建立能量转换模型,得出理论公式。通过数值分析得到压电振子的结构尺寸、材料性能以及厚度比对其发电性能的影响规律。
3.设计经典能量采集电路与同步电荷提取电路,并使用ORCAD/PSpice对设计的电路进行仿真,分析不同电路的负...
【英文摘要】
With the development of science and technology, research about a variety of portable power generation devices will become a new hotspot, which purpose is to replace batteries or recharge the battery automatically at some particular applications. A power generation device which make use of every principle of construction has its own characteristics and applications, the advantages of piezoelectric power generation devices lie in simple structure, no heat, no electromagnetic interference, ease of manu...
【更新日期】
2011-04-15
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