赵 康

（1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050；2.上海科技大学信息科学与技术学院，上海201210；3.中国科学院大学北京100049）

近年来，无线传感器网络和物联网技术迅猛发展，系统决策机构、传感设备和执行机构都逐渐网联化、小型化和智能化，例如大型建筑物的结构健康监测、野外环境的生态灾害监测等。而这些广布式设备的供能问题也愈发显著。在众多设计思路中，基于压电效应的动能收集技术作为一种永续能源解决方案，引起研究人员的广泛关注。目前的压电能量收集（Piezoelectric Energy Harvesting，PEH）技术具有窄带宽、机电耦合率低等缺陷，急需提出一种新型的接口电路，提升整个系统的能量收集能力。

1 简介

微小能量收集逐渐成为电子设计领域的一大热点，用于实现微小能量收集的机理和装置种类繁多，按照能量来源的不同可分为热能[1]、光能[2]、生物能以及动能收集。振动能量收集，由于其广泛存在性，且相比其他能量形式更容易利用，有巨大的研究价值。目前，动能收集的方式主要有电磁能量收集[3-4]、静电能量收集[5]和压电能量收集。压电能量收集具有发生电压高、结构简单[6]、不发热、无电磁干扰[7]等特点，且易于加工制作和实现结构的小型化、集成化，逐步成为能量收集的主体材料。

压电能量收集技术是利用晶体的压电效应[8]，实现从机械能到电能的转化。因此，压电晶体也被称为换能器（Transducer），用来联结这两种能量形式。对于电学领域的研究人员，希望用电路表征整个机电系统的特性，压电换能器的电学等效模型应运而生，如图1所示。……