1、碩士學位論文壓電換能器并聯(lián)輸出特性及接口電路研究ResearchonOutputCharacteristicandInterfaceCircuitofMultiplePiezoelectricGeneratorsinParallel—connectionMode學21104110完成日期：201466大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要能源匱乏問題是全世界國家和人民共同面臨的大

2、問題，為了緩解能源危機對社會造成的負面影響，各國學者都在積極的開展關于可再生能源的相關研究。環(huán)境振動能是可再生能源的一種，其廣泛的存在于自然環(huán)境中，不受時間、季節(jié)的限制，是一種含量豐富的清潔能源。利用壓電材料具有壓電效應，可以設計壓電換能系統(tǒng)，其能有效利用環(huán)境振動能。為了提高壓電系統(tǒng)的輸出性能，本文做了如下工作：首先，單獨工作的壓電換能器輸出功率有限，在與接口電路配合使用時，壓電換能器輸出的能量有時還不夠抵消接口電路消耗的能量，因此本文

3、采用多壓電換能器協(xié)同工作的思想，針對多壓電換能器協(xié)同工作設計了四種帶負載的并聯(lián)電路，詳細給出了在四種電路下多壓電換能器輸出功率的推導過程，提出并分析了激振力相位差對四種電路輸出功率的影響，對比了壓電換能器單獨工作與并聯(lián)工作時的輸出功率特點。其次，接口電路中電子元器件的功耗是影響接口電路工作效率的重要因素，其中以整流二極管的功耗最大，在傳統(tǒng)的理論模型中均將整流二極管當成是理想器件，本文以標準電路為基礎，提出一種將整流二極管壓降考慮在內的功

4、率推導模型，詳細的給出了理論推導過程，并從系統(tǒng)最優(yōu)匹配負載、系統(tǒng)輸出功率以及整流二極管對高、低功率兩類壓電系統(tǒng)的影響規(guī)律三個方面做了仿真分析。再次，本文從實際應用角度出發(fā)，根據(jù)應用目的不同設計了多種壓電換能器接口電路，分別是：與低功耗傳感器配套使用的33V直流電壓輸出電路；適用于單個壓電換能器的超級電容和低容量鋰離子電池儲能電路；適用于多個壓電換能器的鋰離子電池儲能電路。通過實驗測試了電路的輸出性能，測試結果符合設計要求。最后，本文設計