本文關(guān)鍵詞：壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)SSBI接口電路的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：能量回收技術(shù)對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)低成本、實(shí)用化和自動(dòng)化發(fā)展至關(guān)重要。自然環(huán)境中振動(dòng)能廣泛存在且較易獲得,利用能量回收接口技術(shù)可以將振動(dòng)能收集起來并轉(zhuǎn)化成電能使用。基于壓電效應(yīng)的能量回收正是振動(dòng)能量回收技術(shù)中的一種,其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于小型化,回收功率高,對(duì)電子器件不產(chǎn)生電磁干擾,節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可以有效解決電池更換問題及大量的廢棄電池帶來的嚴(yán)重環(huán)境污染。本文針對(duì)壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)的接口電路展開如下研究:1.結(jié)合壓電方程建立振動(dòng)能量回收系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型。2.分析標(biāo)準(zhǔn)、SECE、并聯(lián)SSHI、串聯(lián)SSHI四種常用接口電路的工作過程,設(shè)計(jì)了一種新型的能量回收接口電路—SSBI接口電路,通過計(jì)算和理論分析比較了SSBI接口電路與四種常用接口電路在恒定激振位移和恒定激振力條件下回收功率的大小。3.運(yùn)用Multisim仿真軟件實(shí)現(xiàn)了五種接口電路回收功率的仿真。4.搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了五種接口電路在恒定激振位移條件下回收功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SSBI接口電路具有優(yōu)越的性能,當(dāng)外接負(fù)載大于臨界負(fù)載后,SSBI接口電路回收功率與負(fù)載無關(guān),大小約為SECE接口電路回收功率的2.5倍。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng) 壓電片 能量回收 接口電路 回收功率 電路仿真
【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
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景12-15
• 1.2 壓電能量回收技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 壓電能量回收裝置15-20
• 1.2.2 壓電能量回收接口電路和儲(chǔ)能元件20-21
• 1.2.3 能量回收技術(shù)應(yīng)用實(shí)例21-23
• 1.3 論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排23-24
• 第二章 壓電能量回收系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型24-33
• 2.1 壓電能量回收基礎(chǔ)理論24-30
• 2.1.1 壓電材料的分類與選型24-25
• 2.1.2 壓電效應(yīng)簡介25-26
• 2.1.3 壓電性能參數(shù)26-29
• 2.1.4 壓電方程29-30
• 2.2 機(jī)電耦合模型30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 接口電路設(shè)計(jì)與仿真33-55
• 3.1 基于Multisim的電路仿真33-34
• 3.2 四種常用接口電路34-44
• 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)接口電路34-36
• 3.2.2 并聯(lián)SSHI接口電路36-39
• 3.2.3 串聯(lián)SSHI接口電路39-41
• 3.2.4 SECE接口電路41-44
• 3.3 SSBI接口電路44-50
• 3.3.1 SSBI接口電路工作過程44-45
• 3.3.2 開關(guān)的最優(yōu)導(dǎo)通時(shí)間t45-46
• 3.3.3 恒定激振位移下的回收功率46-48
• 3.3.4 恒定激振力下的回收功率48
• 3.3.5 SSBI接口電路仿真48-50
• 3.4 回收功率的分析與比較50-54
• 3.4.1 恒定激振位移條件下的比較50-52
• 3.4.2 恒定激振力條件下的比較52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 接口電路實(shí)驗(yàn)55-66
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置與參數(shù)設(shè)置55-58
• 4.1.1 激光位移傳感器56
• 4.1.2 ATmega16 單片機(jī)56-58
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)的測量58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果58-65
• 4.2.1 四種接口電路59-62
• 4.2.2 SSBI接口電路62-64
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較64-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 全文總結(jié)與展望66-68
• 5.1 全文總結(jié)66
• 5.2 研究展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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