宽频带微型压电式振动发电机的设计.pdfVIP

第23卷 第5期 传 感 技 术 学 报 V01．23 No．5 2010年5月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Mav2010 TheDesignofPiezoelectricVibrationBasedGeneratorwithW ideBandwidth YUHuihui， ，WEN Zhiyu’ ，WEN Zhongquan ，2 ， HEXuefeng’’ 厂1．NationalKeyLaboratoryofFundamentalScienceofMicro／NanoDeviceandSystemTechnology，Chongqing400044，China；、 J2．NationalCenterforInternationalResearchofMciro／Nano-SystemandNewMaterialTechnology，Chongqing400044，China；I 3．McirosystemResearchCenterofChongqingUniversity，Chongqing400044，China Abstract：Inordertowidentherfequencybandwidthofpiezoelectricvibrationbasedgenerator，thestructurewith multi—beamsand singlemassisdesigned．Thesimulationmodelofthepiezoelectricvibrationbasedgeneratorwith thesturctureofmulti—beamsand singlemassisestablished．Therelationshipbetweentheresonantfrequencyand structuralparametersandtherelationshipbetweentheoutputvoltageandresonantfrequencyareanalyzed．Theex— perimentalmodelofthegeneratorwithmulti—beamsandsinglemasssturctureisassembled．Theexperimentalre- suhsshowsthatthedesignedgeneratorcan effectivelyconverttheenvironmentalvibrationenergytoelectriceneryg withthefrequencyfrom 113Hzto155Hz，theminimum outputpoweris37．56 W ，themaximum outputpoweris 155．71 W ，andthefrequencybandwidthofthegeneratorisupto42Hz． Keywords：piezoelectric；generator；multi-beamsandsinglemass；rfequencybandwidth EEACC ：8340；2860 宽频带微型压 电式振动发 电机 的设计 于慧慧 ，温志渝 ，温中泉 ，贺学锋 厂1．新型微纳器件与系统技术国家重点学科实验室，重庆400044； 、 I2．国家级微纳系统与新材料技术国际联合研究中心，重庆400044；I 3．重庆大学微系统研究中心，重庆400044 J 摘 要 ：针对压电式振动发电机频带宽度过窄的问题，设计了多悬臂梁 一单质量块结构的微型压电式振动发电机。建立了 多悬臂梁一单质量块结构微型压电式振动发电机的仿真模型，分析了微型发电机的谐振频率与结构参数的关系、输出电压与 结构频率的关系等性能参数。组装了多悬臂梁一单质量块结构发电机实验模型，实验结果表明，设计的多悬臂梁一单质量块 结构微型发电机在振动频率为 113Hz一155Hz的环境中