最大功率点跟踪控制压电能量获取系统

发布时间：2021-07-09 20:20

　　微电子系统有着较为广泛的应用,如无线传感器网络（WSNs:Wireless Sensor Networks）,他们将感知、计算和通信功能结合起来,促进人与环境的相互作用,迅速成为当前国际上备受关注的新兴热点研究领域。迄今为止,WSNs节点仍采用电池供电的方式。尽管电池供电技术提供了一个优选的成本效益方面的能量存储技术,能量受限仍是无线传感器网络面临的最重要问题之一。能量获取技术可以解决传统电池供电技术所带来的使用寿命以及环境限制等问题因而有着广阔的应用前景。在众多的能量源中,压电能量源具有较高的功率密度及受环境限制小等优势,吸引了广大科研学者的关注。对于压电能量获取,关键技术是整流器接口电路的设计,整流器接口电路需要较高的转换效率才可以有效利用从压电能量获取装置收集的能量。此外,从压电能量获取装置的输出功率曲线表明,其输出功率受负载电阻的影响。为使压电能量获取装置能一直以最大功率输出,最大功率点跟踪电路（Maximum Power Point Tracking,MPPT）的设计也成为压电能量获取中需要攻克的难点。应用于压电能量获取的MPPT电路,为了保证能量收集的高效率,MPPT电路需... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

柔性可伸缩压电传感器

一种基于锆钛酸铅（PZT）材料的厚膜悬臂梁阵列，以采集不同频率振动能量。在振动频率为 220Hz-520Hz 的范围内，测试得到的电压幅度为 70 mV。图1.7 基于压电悬臂梁的多频能量收集系统1.3.2 压电能量获取接口电路研究现状压电能量获取装置（PEH）输出是一个交流信号，需要经接口电路整流后才能为电子设备供电。传统全桥整流器整流效率较低。迪克森电荷泵整流器有着倍压的功能，这在超微能量获取中有着一定的优势。两级结构整流器在整流器路径上只有一个二极管导通压降损失，效率比前两种整流器要高。为了减小流器整流路径上的导通压降，

L=88.5kΩ。图2.5 压电能量获取装置输出功率随负载电阻的变化曲线通常情况下，由于 PEH 中的等效电阻 RP通常比该装置达到最大输出功率时的接入负载大得多，为了简化分析，这里不考虑 RP所带来的影响。当振动频率 fP=225Hz，且接入负载电阻为达到最大功率点时的匹配电阻时，PEH 的输出功率随着等效交流源的电流幅值 IP的变化如图 2.6（a）所示。PEH 的最大输出功率随着 IP的增大而成二次项比例增加，在相同频率条件下，较大的 IP意味着更多的电荷传递到了负载上。当振动频率fP=225Hz、IP=50μA，且接入负载电阻为达到最大功率点时的匹配电阻时，


本文编号：3274428