一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置

摘要

本发明公开了一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，该装置分为能量转换和功率调理两部分，能量转换装置中含压电材料的振动机构响应基座传递的环境振动，把振动的机械能转换为电能；功率调理电路将电能提取、调理后累积储存。振动机构由两个上下平行固定于基座的单自由度悬臂梁结构压电振子和一根垂直连接振子质量块的弹簧构成，两振子的梁厚与质量块重量均不同，形成一阶与二阶谐振频率相邻的宽频谐振二自由度系统。功率调理电路由低功耗的同步电荷转移电路模块、电荷汇集电容、可控电压阈值DC/DC转换模块和储能器件组成。该装置谐振响应频带较宽、功耗低且完全不需外部供电，因而效率高，适用于自供电或从环境补给电能的设备。

主权项

一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，包括用于将机械能转换成电能的能量转换装置和用于将电能进行调理并存储的功率调理电路；所述的能量转换装置包括基座和2个悬臂梁结构的压电振子；每一个压电振子均由悬臂梁和质量块组成，悬臂梁的一端固定于基座上，质量块设置于悬臂梁的另一端即自由端；悬臂梁上设有用于将机械能转化为电能的压电层；能量转换装置上还设有用于电能输出的输出端子。