本文關(guān)鍵詞：壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)DICH接口技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能量回收技術(shù)是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和便攜式電子設(shè)備向微型化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的幾種能量回收技術(shù)中,基于壓電材料將環(huán)境中的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的壓電振動(dòng)能量回收技術(shù)引起了科研人員的廣泛關(guān)注,這是因?yàn)槠渚哂休敵龉β蚀�、�?duì)電子器件不產(chǎn)生電磁干擾和體積小易于實(shí)現(xiàn)微型化,特別適合MEMS方面的應(yīng)用。本文對(duì)壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)的接口電路進(jìn)行了研究,主要的研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:1.在壓電材料的壓電效應(yīng)和壓電方程的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)械振動(dòng)中的“彈簧-質(zhì)量-阻尼塊”模型建立了能量回收系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型,并分析了系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系和影響回收功率的系統(tǒng)參數(shù)。2.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)接口、同步電荷提取和串并聯(lián)同步開關(guān)電感四種常見(jiàn)的壓電能量回收接口技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析并推導(dǎo)出了在恒定位移和恒定激振力條件下的理論回收功率。3.設(shè)計(jì)了一種新的壓電能量回收接口電路——雙中間電容回收電路(DICH),分析了在位移恒定和激振力恒定條件下的理論回收功率,并比較了該接口電路與四種常見(jiàn)的接口電路在上述條件下的理論回收功率與負(fù)載和機(jī)電耦合系數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明:在恒定激振位移條件下,雙中間電容回收電路的回收功率與負(fù)載無(wú)關(guān),約為同步電荷提取電路的2倍;在恒定激振力條件下,隨著系統(tǒng)機(jī)電耦合系數(shù)的增大,雙中間電容回收電路的回收功率先增大都趨于穩(wěn)定。4.在Multisim中建立壓電片的仿真模型,并對(duì)四種常見(jiàn)的接口電路和雙中間電容回收電路進(jìn)行了仿真,對(duì)它們的仿真結(jié)果進(jìn)行了比較。5.搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,觀測(cè)四種常見(jiàn)的壓電能量回收接口電路和雙中間電容回收電路的實(shí)驗(yàn)波形和不同負(fù)載下的實(shí)際回收功率,并且將實(shí)際回收功率與理論回收功率進(jìn)行分析比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文提出的雙中間電容回收電路的回收功率與負(fù)載無(wú)關(guān)而且約是同步電荷提取電路的2倍,有著優(yōu)越的性能。
【關(guān)鍵詞】：能量回收 振動(dòng) 壓電片 接口電路 回收功率
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM619;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題的研究背景12
• 1.2 振動(dòng)能量回收技術(shù)概述12-14
• 1.3 壓電能量回收技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3.1 壓電材料14-15
• 1.3.2 耦合工作模式15
• 1.3.3 回收裝置的結(jié)構(gòu)形式15-16
• 1.3.4 頻率調(diào)節(jié)16-17
• 1.3.5 接口電路技術(shù)17-20
• 1.3.6 壓電能量回收技術(shù)應(yīng)用實(shí)例20
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排20-22
• 第二章 壓電能量回收系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型22-28
• 2.1 壓電效應(yīng)22
• 2.2 壓電材料的特性參數(shù)22-23
• 2.3 壓電方程23-25
• 2.4 機(jī)電耦合模型25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 壓電能量回收接口電路的設(shè)計(jì)28-46
• 3.1 常用接口電路的原理和理論回收功率28-35
• 3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)接口電路28-30
• 3.1.2 同步電荷提取電路30-32
• 3.1.3 同步開關(guān)電感回收電路32-35
• 3.2 雙中間電容回收電路35-41
• 3.3 接口電路理論回收功率分析與比較41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 接口電路仿真46-52
• 4.1 壓電片的仿真建模46
• 4.2 基于Multisim的接口電路仿真46-50
• 4.2.1 四種常見(jiàn)接口電路仿真46-48
• 4.2.2 雙中間電容回收電路48-50
• 4.3 接口電路仿真結(jié)果分析與比較50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 能量回收接口電路實(shí)驗(yàn)52-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置52-54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果54-60
• 5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)能量回收電路55-56
• 5.2.2 同步電荷提取電路56-57
• 5.2.3 同步開關(guān)電感回收電路57-59
• 5.2.4 雙中間電容回收電路59-60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 全文工作總結(jié)63
• 6.2 今后工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

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