封闭金属结构的高效声波供能系统设计与仿真

作者：盛啸; 袁明^*; 赵月荷

来源：电子测量技术, 2019, 42(24): 12-16.

DOI：10.19651/j.cnki.emt.1903202

• 声波供能
• 能量聚焦
• 压电效应
• 封闭金属结构
• 阻抗匹配

针对封闭金属结构内部电子器件利用传统供能方式进行供电所遇到的问题,设计了一种利用声波进行高效供能的系统。使用了外壁发射与内壁接收两个压电换能器,利用压电效应进行声-电互相转换完成能量的发射和接收。以提高传输效率为目标,在接收端四周添加了3×3圆柱点缺陷阵列实现能量的聚焦。最后利用有限元仿真软件COMSOL MultiphysicsTM对本系统的最优频率、最大功率阻抗与传输效率等参数进行数值计算,在1～25 kHz频带内,得出了5 632 Hz为聚焦频率,此工况下最大传输效率可达68.92%,与无聚焦时的情况进行比较,聚焦的作用可将最大接收端电压提高78.94%;此外,当负载为6 900Ω时,最大接收功率为377.68 mW,在最大接收功率的情况下传输效率为48.28%。

• 单位
  通信与信息工程学院; 自动化学院; 南京邮电大学