磁耦合双稳态压电-电磁采集器

低频宽频高效采集

将压电与电磁模块集成于带磁斥力的双稳态M形结构，在无序和阱内运动中协同提升振动能量采集能力。

Hu, Wang · Zhao, Qingling · 宋汝君 · 郭军龙 · Wenyan, Chang · Xiaohui, Yang · 张磊安

Energy 2025

参数信息

压电模块最大输出功率

0.17 mW

电磁模块最大输出功率

1.24 mW

最大带宽提升幅度

35.71 %

压电输出电压平均增长率

0.42 V/mm

压电功率提升幅度

57.57 %

电磁功率提升幅度

55.45 %

技术优势

带宽更宽

磁斥力与双稳态M形结构使采集带宽较最小值提升35.71%，适应更多振动频率。

输出功率更高

无序和阱内运动中压电与电磁模块功率分别提升57.57%和55.45%，总体输出可观。

小激励即可触发

磁斥力的引入使得采集器能够用更小的外部激励突破势阱，拓宽了可工作的振动幅度范围。

应用场景

• 振动能量采集：在低频振动环境中替代有线供电，为设备提供电能。
• 自供能无线传感节点：作为自供能电源，就近为无线传感器节点供电。
• 结构健康监测：从桥梁机械振动中取能，驱动监测系统长期运行。
• 可穿戴设备供电：从人体运动振动中采集能量，为可穿戴设备供电。