荣 训，陈志敏，曹广忠

(深圳大学 深圳电磁控制重点实验室，广东 深圳 518060)

一种基于压电效应的振动能量收集电路*

荣 训，陈志敏，曹广忠

(深圳大学 深圳电磁控制重点实验室，广东 深圳 518060)

为了收集环境中的振动能量，实现传感器等低能耗器件的自供能，设计了一种可收集环境中低频机械振动能量的发电电能收集电路，通过三倍压电路将压电晶体产生的交流电压进行倍压放大，利用 LTC3588-1电源管理芯片中的低噪声全波整流及高效降压转换器进行变换，获得可为传感器等低能耗器件供电的直流电压。分析与实验表明，设计的振动能量收集电路可为传感器等器件提供电能，实现微弱电能的收集。

压电效应;振动能量;能量收集电路

0 引言

环境中振动能量收集越来越受到传感器领域的关注。随着生产工艺的不断提升，小型电子元件的功率不断降低，使得诸如无线传感器节点等低能耗设备的自供电成为可能。目前，利用环境中的振动能量为这些小型电子设备供电，替代或减少外部电源及充电电池成为了研究热点。这些振动能量来源包括声波振动、机械振动等，其中机械振动能量来源丰富，足以满足应用需求，通过压电式能量收集器可以方便地将其转化为电能。对压电能量收集技术的研究主要分为两个部分，即优化能量收集器结构和优化存储产生电荷的能量收集电路。

压电能量收集电路一般由全桥整流电路和电容及负载组成，但由于电信号的输出过小，这些电路都难以为电子元件或传感器直接供电。……