[发明专利]一种基于压电材料的宽频振动能量回收装置

摘要

本发明公开了一种基于压电材料的宽频振动能量回收装置，包括振幅限制悬臂梁机电耦合单元、能量提取单元和电源管理单元，振幅限制悬臂梁机电耦合单元包括悬臂梁和限幅装置，能量提取单元包括反激式变压器和三个二极管，电源管理单元的输出端与外界电子设备连接。本发明采用了特殊设计的限幅装置，其作用在梁上的非线性力能够拓宽结构的幅频响应曲线，使其更适合回收宽频条件下的振动能量，限幅装置还能保护压电元件在冲击载荷下不会因为大变形而受到损坏。本发明能够广泛的用于能量自给的无线传感器网络节点、能量自给的半主动振动控制系统，以及其它的微功耗独立工作的电子模块。

主权项

一种基于压电材料的宽频振动能量回收装置，其特征在于，包括振幅限制悬臂梁机电耦合单元、能量提取单元和电源管理单元，其中，振幅限制悬臂梁机电耦合单元包括一悬臂梁，其根部固定且粘贴有一压电元件，末端设有用于限制悬臂梁摆动幅度的第一、第二限幅装置；所述的能量提取单元包括反激式变压器、第一整流二极管、第二整流二极管和第三整流二极管，其中，反激式变压器的第一原边的第一端与第一整流二极管阴极连接，第一整流二极管阳极与所述压电元件的正极连接，根据第一整流二极管电流方向，第一原边第二端与对应的第一限幅装置连接，反激式变压器的第二原边第一端与第二整流二极管阳极连接，第二整流二极管阴极与所述压电元件的正极连接，第二原边第二端与第二限幅装置连接；所述的反激式变压器副边第一端与第三整流二极管阳极连接，第三整流二极管阴极与存储电容正极连接，存储电容负极接地，反激式变压器副边第二端与存储电容负极连接；所述的第三整流二极管阴极与电源管理单元的输入端连接，电源管理单元的输出端与外界电子设备连接。