多磁耦合双稳态能量收集器

宽带低频高功率

通过多磁体非线性负刚度设计，在低频大幅振动下实现宽频带和显著更高的输出功率，可直接点亮数十个LED。

Min, Wang · 吴皓 · Zhang, Jingyu · 杨阳 · Ding, Jiheng · 孙怡 · 蒲华燕 · 彭艳 · 罗军 · Wang, Biao · 王敏

Energy 2024

参数信息

最大输出功率

12 mW

功率密度

1.17 mW/cm³

最优负载

300 kΩ

技术优势

功率提升78%

与两个可调磁体相比，四个可调磁体在相同激励下最大输出功率提高约78%。

直接点亮93个LED

无需额外电源管理电路，装置可直接驱动93个LED，验证了实际供电能力。

磁路可重配置

通过调整磁体间距和数量，可改变磁力与磁通密度分布，适应不同振动环境。

应用场景

• 压电能量收集：利用非线性多磁耦合实现低频宽带高功率收集，提升压电能量收集效率。
• 微纳能源：在微小体积内实现1.17 mW/cm³的功率密度，适合微纳能源供给。
• 自供能传感器：直接输出可驱动传感器节点，无需外部电源，实现自供能监测。
• 可穿戴设备供电：收集人体运动低频振动能量，为可穿戴设备持续供电。
• 机器人振动能量回收：回收机器人关节或运动部件的振动能量，延长续航或为传感器供能。