基于同步電荷提取方法的能量回收技術(shù)研究.pdf

1、受無(wú)線技術(shù)和低功耗電子設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng),能量回收技術(shù)在最近幾年中得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。通過(guò)與低功耗設(shè)備相結(jié)合,極大地拓寬了能量回收技術(shù)的應(yīng)用范圍。
　　 壓電材料作為一種新型的功能材料,以其良好的機(jī)電耦合特性,在能量回收、振動(dòng)噪聲控制等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,尤其是采用壓電材料實(shí)現(xiàn)能量回收已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí),粘貼在振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的壓電片上會(huì)感應(yīng)出交變的電壓信號(hào),而交流電壓信號(hào)難以直接回收、儲(chǔ)存和利用,因而出現(xiàn)了基于不

2、同原理的能量回收接口電路。
　　 本課題的主要內(nèi)容是對(duì)已有的同步電荷提取方法進(jìn)行更深入的分析,并在其基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的能量回收方法,輔之以理論分析和相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性和可行性。
　　 在本文第三章中,首先介紹了經(jīng)典能量回收方法和原始同步電荷提取方法的工作原理,然后在非理想狀況下考慮實(shí)際的諧振電路,對(duì)原始同步電荷提取方法進(jìn)行深入的分析,找到了影響該方法回收功率的重要因素。在此基礎(chǔ)上,提出了基于改進(jìn)開關(guān)控制信號(hào)的同步電荷

3、提取方法,并對(duì)其進(jìn)行理論分析,證明了改進(jìn)方法在增加回收功率方面的有效性。
　　 在本文第四章中,搭建能量回收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用dSPACE仿真控制平臺(tái),借助根部粘貼有壓電片的懸臂梁振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行能量回收實(shí)驗(yàn)。使用經(jīng)典能量回收電路、原始及改進(jìn)同步電荷提取電路驗(yàn)證第三章中得到的相關(guān)結(jié)論,如原始同步電荷提取方法的回收功率與負(fù)載無(wú)關(guān),改進(jìn)同步電荷提取方法可以有效的提高回收功率。此外,還發(fā)現(xiàn)原始與改進(jìn)同步電荷提取方法都有較好的振動(dòng)阻尼效果。