压电阵列双相能量收集器的有限元分析模型

作者：师阳; 李妮; 李勇; 杨勇

来源：电子机械工程, 2021, 37(02): 50-54.

DOI：10.19659/j.issn.1008-5300.2021.02.012

• 压电阵列
• 磁–力–电耦合
• 能量收集
• 宽频带

文中基于压电阵列双相能量收集器的压电效应和磁–力–电耦合效应,提出了一种宽频的能量收集结构。该结构可同时俘获环境中广泛存在的机械振动和磁场能量,从而实现低功耗电子设备的自供电。利用有限元软件COMSOL建立了压电阵列双相能量收集器的几何模型并进行数值仿真,分析了不同载荷以及组份材料参数对俘能器性能的影响。研究结果表明,压电阵列双相能量收集器能同时有效地收集机械振动和磁场能量,且各单元串联时可提高输出电压幅值、拓宽共振频带。通过调节材料参数,可以灵活调节俘能器的谐振频率,从而获得最佳电能输出。文中的仿真结果为高性能俘能器的设计提供了一定的理论指导。

• 单位
  西安电子科技大学; 机电工程学院