[发明专利]压电式微型发电机功率调节电路

说明书

技术领域

本发明涉及水力发电机技术领域，特别是一种压电式微型发电机功率调节电路。

背景技术

压电式双振子微型发电机简化结构为，在一个基体上制作出两个臂长和质量块一样的振子，使它们的共振频率基本一致，一个作为主要发电源，一个作为辅助发电源。每个振子是由质量块和双面涂有压电薄膜PZT的悬臂梁构成。外界环境中的振动传到发电机振子上，质量块带动悬臂梁和压电薄膜一起振动，由于压电薄膜的正压电效应，在悬臂梁的上下表面产生电荷，形成电势差。根据分析，悬臂梁在谐振频率为ω的振动条件下，压电薄膜表面产生的电荷为：

Q=-b∫l0l1d31h2∂2ω∂x2dx+b∫l0l1ϵ33Ezdz---(1)]]>

其中，d₃₁为压电薄膜31模型的压电应变常数，ε₃₃为电介常数，h为梁的厚度，b为梁的宽度，l₀到l₁为从梁的固定端沿x方向到质量块的积分，Ez为压电片在z方向的电场。

由于E=一V／△，△为压电薄膜层厚度，压电薄膜表面电荷的微分就是输出给外接阻抗的电流，且，I=ωQ，因此当外接阻抗是一纯电阻R时，由，I=V／R的关系，可以得到一个振子的平均输出功率为

P‾=VI=ω2b2h2d312A‾24(1+bLϵ33ωRΔ)2R---(2)]]>

其中为梁的平均振幅，L为梁表面压电薄膜的长度。