孙凯利 王海峰 郭修宇 崔宜梁 李蒙

摘要：虽然同步电感能量提取技术（SSHI）能够显著提高压电能量采集装置的采集效率，但需要额外的位移传感器对压电片的动作状态进行检测，在压电片发生复杂形变时此方法不适用。为了提升俘能电路在非线性激励下的工作效率，本文基于小旗式压电风能采集装置，设计了一种新型自供电、自感知式同步电感能量采集接口电路，该电路可以根据压电片输出的电压判断压电片的形变量，实现同步电感开关的自动控制。同时，利用Multisim电路仿真软件，对标准接口电路及新型接口电路进行仿真分析。仿真结果表明，新型接口电路能够有效提高俘能电路在非线性激励下的能量俘获效率，与传统俘能电路相比，新型俘能电路可以使输出功率提升30%。该研究为非线性俘能电路的设计提供了理论依据。

关键词：风致压电发电; 同步电感提取技术; 接口电路

随着微机电系统（microelectromechanical system，MEMS）技术的发展，各种微型传感器与执行器不断涌出，它们对供能的要求越来越严格。传统的供电电池寿命短、易对环境造成污染，无法满足其需求，而压电能量收集技术，直接从环境振动中获取能量，对环境无污染、寿命长、易于与微型传感器等集成到一起。基于风致振动原理构成的风能收集装置，将风能转化为压电装置振动的机械能，最后转化为电能，功率密度大、体积小，适合为微小型传感系统供电[1-2]。经典的能量采集电路（standard energy harvesting，SEH）由二极管……