双稳压电能量收集器

弱激励下势垒自降

把S形梁固定端改为弹簧振子活动端，势能壁垒自动降低，使双稳系统在弱激励下也能频繁跨越势阱，实现低频宽带收集。

傅继阳 · Xianming, Zeng · Wu, Nan · 吴玖荣 · 何运成 · Chao, Xiong · Xiaolong, Dai · Peichen, Jin · Minyi, Lai

Energy 2024

参数信息

有效带宽

6.62 Hz

峰峰值电压

10.2 V

RMS电压

1.3 V

最大输出功率

2.91 μW

技术优势

弱激励也能跨阱

弹簧振子活动端使势垒自降，收集器在弱激励下更容易发生阱间运动，从而产生更大的输出电压和功率。

低频宽带收集

有效带宽达6.62 Hz (4.61–11.23 Hz)，在低频环境下实现高效宽带能量收集。

输出电压高

最大峰峰值电压达10.2 V，RMS电压1.3 V，能为低功耗电子器件提供足够电压。

可调参数优化

通过调节弹簧预压缩量、磁铁间距和外部负载电阻等关键参数，可以优化收集器的输出性能。

应用场景

• 自供电无线传感器：在低频振动环境中为无线传感器持续供电，免去电池更换。
• 物联网节点供能：将环境振动能转换为电能，为物联网节点提供清洁、免维护的电源。
• 可穿戴设备能量收集：可集成到可穿戴设备中，从人体运动等低频振动中收集能量。
• 低频振动能量回收：在低频弱激励下仍能高效回收振动能量，拓展能量收集应用范围。