压电式振动能量采集接口电路的研究进展

压电式振动能量采集技术是一种将环境中的振动能量转换为电能并为微电子系统供电的技术。文章介绍了压电式振动能量采集接口电路的研究现状,对标准能量采集电路、同步电荷提取电路、同步开关电感电路、无电感整流等接口电路的工作原理进行了介绍,详细研究了当前国内外研究人员对这些接口电路的改进,对这些改进的接口电路的特点、优势、效率、能耗、实用性等都做了分析。并对压电式振动能量采集接口电路向宽频化、集成化发展方向做了分析。     

能量回馈型超声波电动机驱动与能量采集电路设计

针对能量回馈型超声波电机既具有精密驱动功能,又具有振动能量采集功能的要求,设计了基于TMS320LF2407的能量回馈型超声波电机驱动与能量采集电路,分析了电路的各个组成模块,并对电路硬件进行了设计与仿真;研制了电路硬件系统,搭建了电路测试平台,对电路进行了测试分析。研究结果表明:设计的驱动电路能够满足超声波电机的驱动要求,能量采集电路具有较好的采集回收功能,为在能量供应不足的场合实现超声波电机的持续应用提供了一种可行的解决方案。     

压电式振动能量采集电源管理电路分析

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。     

微型电磁式振动能量采集器的结构设计与仿真研究

随着大规模集成电路、无线传感网络的发展和对微机电技术研究的逐渐深入,基于微机电系统(MEMS)技术的微型电源具有广阔的应用前景。作为微型电源的一个分支,微型电磁式振动能量采集器可将环境中普遍存在的振动能转换为电能,从而可以长期有效的为传感器件供电。简单介绍了电磁式振动能量采集器的物理模型和工作原理,研究了在正弦激励下采集器的振动特性,分析了采集器结构的固有频率与振动形式,并利用有限元法对结构进行优化,提出了一种复合式振动能量采集器结构并进行了仿真研究,该结构与传统单一永磁体结构相比,输出电压显著提高。     

射孔起爆的振动特征监测系统

针对石油行业对射孔起爆实时监测的需求,设计了一种基于油管振动加速度特征的射孔起爆监测系统.在射孔枪起爆后,采用高灵敏度加速度传感器采集油管振动信号,搭配后级调理电路对振动信号进行处理,使用高速采集模块对处理后的信号进行采集,通过分析信号的时频特性,射孔信号提取模块在预处理后提取信号的短时能量特性,判断射孔枪的起爆情况....     

能量回馈型超声波电机定子振动特性有限元分析与特性测试

提出一种集精密驱动和振动能量采集于一体的新型多功能压电振动电机——能量回馈型超声波电机,设计了电机夹心式内锥面压电定子,建立了电机压电定子的有限元模型,仿真分析定子振动特性和能量采集输出特性;研制电机原理样机,并对电机进行阻抗和能量采集特性测试与分析。研究结果为工作在极端封闭环境中的微型机器人系统提供一种集驱动与供电一体化的机电器件。     

基于MEMS传感器的船载天线振动监测系统研究

针对传统结构振动监测系统存在设计复杂、体积大、功耗高等问题,设计一种基于MEMS传感器的船载测控系统天线结构振动监测系统,提出了一种多节点、远距离结构振动监测系统设计方案,并结合振动传感器选型、振动监测系统软件设计和硬件设计三方面进行了研究。该系统可完成对振动信号的实时采集与分析,并已成功应用到船载测控系统天线振动信号检测中,满足系统指标要求,为船载测控系统天线进行故障诊断和维修奠定基础。     

基于压电效应的磁场能量采集管理电路研究

对基于压电效应的磁场能量采集管理电路进行了研究,介绍了不同能量管理电路的结构和工作原理。通过MATLAB对各能量管理电路在压电材料处于恒定外力下的输出功率特性进行了仿真分析,并制作了悬臂梁结构电磁能量采集装置和能量管理电路,测试了各能量管理电路在恒定幅值工频磁场下的输出功率特性,结果表明,在2.4Oe工频磁场下串联同步开关电感电路使输出功率提高了13.14%。使用该装置在20A载流导线附近成功采集磁场能量并点亮LED灯。     

供水管道泄漏信号检测系统设计

针对供水管道泄漏信号检测与泄漏点定位问题,设计了一种基于压电加速度传感器的供水管道泄漏信号检测系统。检测系统由两个振动信号采集终端和基于Matlab的上位机软件组成。从泄漏信号特点出发,对振动信号采集终端的前置信号转换电路、带通滤波电路和ADC数据采集电路进行了分析和设计。同时,对单片机程序和上位机软件的设计原理和功能进行了分析说明。采用VC-02振动校准仪和模拟供水管网,对系统的微弱振动信号采集功能和泄漏点定位功能进行了测试。测试结果表明,系统能准确采集加速度不低于0.01g（1g=9.80m/s^2）的微弱振动信号,对10m长的UPVC管道进行泄漏点定位的最大相对误差为3.97%,平均相对误差为3.51%。     

电子式电流互感器数据采集系统研究

鉴于传统的电磁式互感器暴露出越来越多的缺点,难以满足电网向自动化、数字化方向发展的需求。提出了一种使用激光供能、数据采集调理电路采用ADE7763电能量计量芯片、主芯片采用LPC2138 ARM微处理器的电子式电流互感器数据采集系统的设计方案。利用ADE7763电流通道内置的数字积分器和模数转换器,可直接与采样线圈的输出和ARM微处理器的串口相连。通过主芯片强大的处理和控制功能,完成对电子式互感器的数据采集。经过实际测试,采用本方案设计的数据采集系统功耗低,能够实时采集数据,工作稳定可靠,满足工程应用的需求。     

压电振动能量收集的拓频方法及阻抗分析

利用能量收集技术来为装置供电,比有线布网供电和电池供电节约成本,同时便于设备的无线部署和长期运营维护。振动能量作为自然界中最常见的机械能之一,收集振动能量可以促进装置微小型化。现有的振动能量收集技术主要利用了装置与环境振动产生共振,因此能量收集的频率带宽仅在共振频率附近的小范围内,这限制了技术的应用场景。文中基于目前的机械和电气等各种拓展振动能量收集技术,分析了电气方法的频率响应特性。此外,相位可变开关电感电路作为电气拓频方法,比同步开关电感电路具有更宽的振动频率响应,使得在环境振动频率远离共振频率时,整体装置保持高水平的能量收集效率和能力。     

面向电力传感器的环境能量收集技术发展趋势及面临的挑战

电力传感器作为能源互联网感知层的基本组成部分,其供电稳定性是广大从业者的关注重点.通过环境能量收集技术为传感器供电,可使传感器具有自供电特性以及长期免维护的优势,能量收集技术在电力传感领域的应用受到了越来越广泛关注.综述了环境能量收集技术在电力领域的应用现状以及温差、振动、风致振动等新型能量收集技术的特点.结合电力行业...     

移动负载的动态无线供电系统发展及关键技术

随着移动负载对动态无线充电功能的迫切需求,动态无线供电技术逐步进入人们的视野并成为新的研究热点。文中首先针对现有动态无线供电系统的主要结构及优缺点进行比较研究;然后分别从高频逆变电路、补偿网络、电磁耦合机构、供电线圈切换方法和电磁兼容等方面,探讨动态无线供电系统的关键技术;最后结合近年来国内外学者的研究成果,对动态无线供电技术的工程应用现状进行总结分析,并对动态无线供电技术在未来的发展趋势进行了预判,指出动态无线供电技术在自动导引车、变电站智能巡检机器人、移动式机电设备、轨道交通和电动汽车等领域将具有广阔的应用前景。     

Improvement in output power of vibration generators based on piezoelectric elements by using internal capacitor cancel control rectifier

Recently, energy harvesting has attracted increasing attention. The present study focuses on vibration generators based on piezoelectric elements by proposing an internal capacitor cancel control (ICCC) rectifier to improve the output power. The proposed rectifier cancels the internal capacitor to improve the output power while retaining the maximum output power. Accordingly, this paper experimentally demonstrates the improvement in output power by using the ICCC rectifier compared to conventional circuits and the previous proposed circuit.     

国网“十三五”规划电网面临的安全稳定问题及对策

中国能源资源与生产力逆向分布,能源基地距离负荷中心1 000~4 000 km,必须实施能源大范围优化配置,才能保障能源供应。“十三五”期间,特高压步入加速发展的快车道,国家电网（不含南网）将形成“三送端（西北、东北、西南）、一受端（华北—华中—华东）”的规划电网格局,将出现交直流并列运行、多直流集中馈入受端等特征。直流输送容量的提升和大容量特高压变压器的应用使电网安全稳定性面临新的挑战,多回直流集中送电“三华”负荷中心也对送端电网的频率稳定水平提出了更高的要求。依托国家电网仿真中心,从短路电流、静态安全性、暂态稳定性、动态稳定性、电压稳定性等方面进行安全校核,结果表明,通过构建“强交强直”电网格局、采用交直流协调控制策略、适时解开1 000/500 kV电磁环网等对策,可有效解决国网“十三五”规划电网面临的主要安全稳定问题。     

宽频带范围下磁场能量收集的匹配网络设计

磁场能量收集技术是电磁环境中分布式传感器实现自供能的有效手段.与工频磁场和射频磁场等单一频率的磁场环境不同,电力变换器中的磁场分布具有宽频率范围特性.为了提高取能模块的功率密度,应尽可能多地在有限体积内收集能量,提出通过采用双级谐振-带通滤波网络.与此同时,基于相同取能线圈,充分对比了不同电流和负载特性下,单级谐振网络...