曹军义，任晓龙，周生喜，曹秉刚

（西安交通大学 机械工程学院 机械制造系统工程国家重点实验室，西安 710049）

回收周围环境振动能量为无线传感系统提供电能的振动能量回收技术由于具有广泛且相对稳定的能量来源，成为近年国内外前沿技术的研究热点［1］。该技术能够为这些设备提供持久的电能而使其免于维护，同时可有效降低由电源更换所带来的高额成本［2］。

目前使用标准的全桥整流电路进行振动能量回收的效率很低，所得能量十分有限。为此，压电能量回收电路的SSHI控制技术［3-6］引起了国外的广泛关注和深入研究。但目前研究中使用的SSHI控制方法并未考虑控制电路的自身损耗，且几乎都是以电阻为负载进行回收效果分析，对该控制方法的适用条件未作深入研究，使该方法的应用受到了极大的限制。本文分析了并联SSHI控制方法的特点，设计了由电流电控器、比较器和双向电子开关组成的低功耗并联SSHI实现电路，以蓄电池为负载进行了振动能量回收效果分析，研究了并联SSHI控制方法可显著提高回收能量的条件。

1 振动能量回收电路

环境中的振动能量可通过压电能量回收装置直接转化为电能。压电能量回收装置可以等效为由正弦电流源ip并联电容Cp和内阻Rp［3，5］组成的电路，如图 1 所示。Rp一般都非常大，可将其忽略；ip的大小取决于激励力f的大小。

在开路状态下，根据压电能量回收装置的等效电路及压电方程有：

图1 振动能量回收……