面向压电振动能量俘获的电能管理电路综述1)
2021-12-21刘京睿魏廷存
力学学报 2021年11期
陈 楠 刘京睿 魏廷存,
* (西北工业大学电子信息学院,西安 710072)
† (西北工业大学微电子学院,西安 710072)
引言
物联网(internet of things,IoT)或智能物联网(AIoT)是继计算机、互联网之后的新兴信息技术,是推动全球经济和社会高速发展的新一代“核心生产力”.我国将物联网列为“十四五”期间优先发展的战略性新兴产业,并已上升为国家重大战略需求之一.
IoT 和AIoT 由大量静止或移动的(智能)无线传感节点构成,它具有物理信息感知、处理(边缘计算)、存储和无线收发数据的功能.随着无线传感节点向着智能化和多元信息融合化发展,其耗电量急剧增加,需要频繁地更换电池.然而,随着IoT 的规模和功能不断扩大,不仅无线传感节点的数量急剧增加,而且其布置的区域和环境更加广泛和复杂,导致给无线传感节点更换电池变得极为困难.因此,使用电池的传统供电方式已成为制约IoT 快速发展和普及的重要瓶颈之一[1].为解决无线传感节点的供电问题,环境能量俘获技术应运而生,它是一种俘获和变换周围自然环境中存在的微弱可再生物理能为电能的技术,采用该技术可以实现物联网从“低耗电”到“自供电”的跨越.环境能量俘获自供电系统具有自供电、免维护、成本低、绿色环保等诸多优点,近年来受到学术界和产业界的广泛关注和大力推广[2-3].
振动能是一种常见的自然环境能量,广泛地存在于军事设施、工业设备、人类运动及生物活动等诸多场景中.由于压电振动俘能器具……
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