壓電振動能量擷取系統介紹

 

刊登日期:2008/11/1
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本文除了介紹壓電振動能量擷取系統的最新發展趨勢之外,亦配合筆者近年來在國際期刊上所發表的一系列論文,從『壓電振動子設計』、『能量儲存電路』與『能量擷取介面電路』三方面對整體系統的識別、設計與分析做一深入淺出的探討。壓電振動子的設計與材料選取和幾何形狀兩方面息息相關,以標準交流轉直流輸出功率而言,其大小與外部震源形式、振動子的機電性質(質量、阻尼、勁度、力電耦合、寄生電容)及所銜接的外部負載等有密切的關聯。能量儲存電路方面,筆者提出傳統設計上認為提高電致阻尼即等同於提升效能與功率之觀念,並不適用強力電耦合之壓電振動子。而在能量擷取介面電路方面,除了介紹標準電路外,亦與近年來相當受到矚目的SSHI (Synchronized Switch Harvesting in Inductor) 電路做比較。筆者發現SSHI電路除了能夠有效提升弱力電耦合振動子的功率輸出上限外,亦指出該技術具有鈍化共振頻率飄移所造成輸出功率衰減的效果,而且該鈍化效果在中力電耦合強度的振動子上特別顯著。


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