内磁耦合式能量收集器

低频弱磁高效取能

利用铍青铜/PZT双梁结构内磁耦合效应，突破传统磁电采能器带宽与输出密度瓶颈。

Zhixiong, You · Huining, Miao · 师阳 · Michael, Beer

Journal of Applied Physics 2024

参数信息

电学带宽

43 Hz

固有谐振总输出电压增幅

15.4 %

内谐振总输出电压增幅

32 %

最大RMS输出功率密度

56.25 μW Oe⁻² cm⁻³

总输出功率

185 μW

技术优势

带宽扩大

利用内磁耦合条件，俘能器的工作带宽从22 Hz增加到43 Hz，共振区间覆盖范围显著增大。

功率密度提升

通过增加端部磁体数量，最大RMS输出功率密度达到56.25 μW Oe⁻² cm⁻³，超过现有磁耦合压电能量收集器。

弱磁可用

在1 Oe的环境磁场下，收集器仍能输出185 μW的总功率，实时点亮26个LED。

应用场景

• 自供电无线传感：为无线传感器节点提供免维护电源，摆脱电池更换。
• 磁场能量收集：从环境杂散磁场中提取能量，实现高效低频收集。
• 微纳能源器件：作为微型器件电源，以高功率密度驱动小型电子设备。
• 环境监测节点：在远程或难以维护的环境中为监测节点持续供电。