[發明專利]基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器

無效

• 申請號: 201310484551.5
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103580534A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李如春
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02J15/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;舒良

1.基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：包括基座、懸梁臂、質量塊以及能量儲存電路，所述的懸臂梁包括多根相互平行的直臂梁，相鄰的直臂梁之間通過連接件連接形成整條僅剩一個頭端和一個末端的懸臂梁，所述的頭端固定在所述的基座上、末端安裝質量塊；兩根相連的直臂梁之間有且僅有一個連接件，并且所有的直臂梁和連接件共平面；

所述的能量儲存電路包括第一橋式整流二極管D₁、第二橋式整流二極管D₂、第三橋式整流二極管D₃、第四橋式整流二極管D₄、同時兼顧濾波的功能的存儲電解電容C、負載電阻R_L，所述的第一橋式整流二極管D₁的P端和第四橋式整流二極管D₄的N端的接點與外接懸臂梁的上電極的第一端口相連；所述的第二橋式整流二極管D₂的P端和第三橋式整流二極管D₃的N端的接點與外接懸臂梁的下電極的第二端口相連；第一橋式整流二極管D₁的N端和所述的第二橋式整流二極管D₂的N端的接點與存儲電解電容C的正極相連；第三橋式整流二極管D₃的P端和第四橋式整流二極管D₄的P端的接點與存儲電解電容C的負極相連；所述的負載電阻R_L并接在存儲電解電容C的兩端，所述的存儲電解電容C的正極作為輸出電壓的正端、負極作為輸出電壓的負端。

2.如權利要求1所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的懸臂梁包括多根相互平行的直臂梁，其中第一根直臂梁的末端與第二根的直臂梁的末端相連、第二根的直臂梁的前端與第三根的直臂梁的前端相連，以此類推直至最后一根直臂梁的前端與上一根相鄰的直臂梁的前端相連，剩余的第一根直臂梁的前端固定在所述的基座上、最后一根直臂梁的末端安裝質量塊。

3.如權利要求2所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的直臂梁的橫截面為矩形。

4.如權利要求3所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的懸臂梁為矩形結構。

5.如權利要求4所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的懸臂梁為多層結構，包括作為襯底的硅材料層、淀積在硅材料層表面的二氧化硅層、濺射在二氧化硅層表面作為壓電層下電極的第一Pt/Ti復合層、覆蓋在下電極表面的壓電材料層PZT、濺射在壓電材料層表面作為壓電層上電極的第二Pt/Ti復合層，所述的壓電材料層PZT為鋯鈦酸鉛。

6.如權利要求5所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的直臂梁與所述的連接件的材料相同。

7.如權利要求1所述的基于低頻環境振動驅動的微型壓電式能量收集器，其特征在于：所述的質量塊由金屬Ni構成。