一种磁电自供电无线传感器电源管理电路研究

针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量积累到一定程度,电容瞬间放电为无线传感器工作供电。     

探针电连接件的退化失效及寿命分析

从一款探针电连接器使用时的快速退化失效现象出发,提出了基于失效原因的可靠性建模方法.通过分析指出其失效原因是负载电流过大导致工作温升过大,从而导致加速失效,仿真验证时通过设置合理的仿真参数保证了仿真结果的可靠性.进行了温度应力下的寿命建模,数据上结合了仿真给出的温度-电流关系和使用时的寿命次数-电流关系.方法上采用了Arrhenius温度应力退化模型和退化速率线性假定,综合考虑了失效阈值的动态影响,给出了寿命次数-温度模型,建模结果与实际寿命数据有着较好的拟合效果,并利用模型给出探针使用和改良指导.该过程与一般的基于加速退化实验的建模方法比较,数据依赖度小,可行度高,可为工程人员提供一种实用的连接器失效分析方法.     

采用磁电自供能的能量储存和电源管理电路研究

普通Fe-Ni/PZT磁电复合结构将电磁能转化为电能时输出低,无法驱动无线传感器工作,本文设计了一种更高磁电电压系数的H型音叉式磁电复合结构。论文详细介绍了该结构的工作原理和磁电输出特性。在强度为0.2Oe的交变磁场激励下,该磁电复合结构能够把容量为1.5F的超级电容充电至0.5V。为有效利用超级电容中的电量,本文提出了一种能够提高超级电容输出功率的电能瞬间放电电路。实验结果表明,当超级电容电压为0.5V左右时,在间隙脉冲串(Burst)触发信号频率为30kHz、占空比为75%的条件下,该电路最大放电功率可达120mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个发射周期内正常工作。     

一种磁电换能器及其能量管理电路研究

设计了一种双弹性基底磁电换能器,实现较宽频带内的交变磁场能量到电能的转换.并设计了电源管理电路,实现长时间内对磁电换能器输出电能的收集,瞬间放电,驱动负载工作.实验表明,这种双弹性基底磁电换能器的磁电响应带宽比单弹性基底的磁电换能器的带宽有所提高.而电源管理电路中的储能超级电容经过一定时间的充电,当其两端电压达到0.5V时,能量瞬间释放电路工作,成功驱动最大功耗为75nlw的无线传感器节点正常工作,工作时长为620ms.