Cymbal 压电发电机系统

吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (05): 1331-1334.

Cymbal 压电发电机系统

单小彪¹,袁江波²,谢涛¹,陈维山¹

1.哈尔滨工业大学 |机电工程学院, 哈尔滨150001;2.北京临近空间飞行器系统工程研究所,北京 100076

收稿日期:2009-11-19 出版日期:2011-09-01 发布日期:2011-09-01
通讯作者: 谢涛(1965-),男,教授.研究方向:压电控制与超声应用. E-mail:xietao@hit.edu.cn
作者简介:单小彪(1977-),男,讲师.研究方向:压电控制与超声应用.E-mail:shanxiaobiao@hit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（51077018,50175018）；哈尔滨工业大学科研创新基金项目.

Cymbal piezoelectric generator system

SHAN Xiao-biao¹, YUAN Jiang-bo², XIE Tao¹, CHEN Wei-shan¹

1.School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China|2.Beijing Institute of Nearspace Vehicle's Systems Engineering, Beijing 100076,China

Received:2009-11-19 Online:2011-09-01 Published:2011-09-01

摘要/Abstract

摘要：

建立了Cymbal压电发电机发电系统,设计了DC-DC型能量存储电路并进行了压电发电性能研究。同时实验研究了占空比、电感等参数对压电发电性能的影响。研究结果表明,占空比这个DC-DC电路中的重要参数存在一个最佳值,使得负载的输出功率达到最大。在一定范围内电感对负载输出电压的影响不大,但对输出功率的影响比较明显。当占空比为2%、电感为1.5 mH时,压电发电机最大输出功率可达到10.5 mW。由Cymbal压电发电机产生的电能能够满足微型机电系统、网络传感器等低耗能电子产品的供能需求。

关键词: 机械设计, 压电, 发电机, cymbal变换器, 占空比, 供能

Abstract:

A piezoelectric generator system with a cymbal transducer was built, a DC-DC energy-storage converter circuit was developed, and the performance of the piezoelectric generator was studied. The effects of duty cycle and inductance on the power generation performance of the system were investigated experimentally. The results showed that the duty cycle is an important parameter in the DC-DC converter circuit, and there is an optimal duty cycle for the maximum power output on the resistive load. The inductance in a certain range has little impact on the output voltage, but has rather obvious effect on the power output. The maximum power output of 10.5 mW can be obtained from the cymbal transducer with duty cycle 2% and inductance 1.5 mH.The power generated in the developed system is enough to supply power to MEMS, such as internet sensor or other low energy consumption electronic systems.

Key words: mechanical design, piezoelectricity, generator, cymbal transducer, duty cycle, power supply

中图分类号:

TH13

单小彪¹,袁江波²,谢涛¹,陈维山¹. Cymbal 压电发电机系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(05): 1331-1334.

SHAN Xiao-biao, YUAN Jiang-bo, XIE Tao, CHEN Wei-shan. Cymbal piezoelectric generator system[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(05): 1331-1334.

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