一种新型磁电自供电无线传感器供能电路研究.pdf

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1、2010年第29卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)55一种新型磁电自供电无线传感器供能电路研究贾朝波，李平，文王梅，李兴圣(重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室，重庆4Ooo44)摘要：采用矩形杆式磁电复合换能器的双发电单元作为主发电源和辅助发电源，设计了一种电能瞬间放电电路。该电路能够将换能器主发电源采集的能量存储并瞬间释放，提高储能电容的输出功率，而辅助发电源则用来驱动管理电路控制放电电路工作。实验结果表明：当储能电容器中的电能积累到一定程度，管理电路控制电能瞬问放电电路放电，驱动无线传感器工作。关键词

2、：自供能；超级电容器；瞬问放电电路中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)03--0055-04S⋯tudyOnnewpower-suppl-yci●rcui●t·or一magnet·oelect·ri-cself—poweredwirelesssensorJIAChao-bo，LIPing，WENYu—mei，LIXing-sheng(KeylaboratoryofOptoelectronicTechnologyandSystemoftheEducationMinistryofChina，CoHegeofOptoelectronicEnginee

3、ring，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Anmagneto—electricenergyconverterofrectangularflat—platehastwomagnetoelectriccompositeelementswhichcanbeusedasmasterslavepowergenerator，anovelinstantaneousdischargingcircuitisdesignedtoincreasethesupercapacitanceoutputpower．Themastermagnet

4、oelectriccompositeelementscanharvestelectromagneticenergyandstoragetosupercapacitance，andthendischargeinstantlytoincreasetheoutputpowerthroughtheproposedcircuit，theslavepowergoneratorisusedtodrivemanagementcircuitandcontroldischargingcircuitwork．Theexperimentalresultsshowthatwhentheelectricener

5、gyaccumulatestoacertainlevel，thestoragecapacitorswilldischargeanddrivethewirelesssensortowork，whichcontrolledbythepowermanagementcircuit．Keywords：serf-powered；supercapacitor；instantaneousdischargingcircuit0引言法直接对无线传感器与自身管理电路供电j。本文采用近年来，应用于各个领域的自供能技术得到迅速的发矩形杆式磁电换能器作为发电源，设计了电能瞬间放电电展，利用多种不同的自供能技术可

6、以把周围环境中的能量路用于提高储能电容器的放电功率。矩形杆式换能器是由转换为电能，实现对各种负载供电。其中，实现无线传感器铁镍合金(Fe-Ni)弹性基底和压电片(PZT--8)粘结而成，它网络自供电的研究是当前一大热点：。已被国内外报道包含2个发电单元，一个作为主发电源，用于对储能电容器的能量采集方式有太阳能、温度变化(温差)、人体运动(超级电容器)进行充电；另一个作为辅助发电源，并把其能量、压电、磁电等，而空间电磁场存在于自然界的产生的电量存储在一个较小的电容器中，用于对电能瞬间各个角落，是无线传感器网络的潜在能量源。放电电路的控制单元进行供电。在磁场强度为0．5Oe的交磁电换能器

7、是由磁致伸缩材料和压电片通过不同形状变磁场激励下，该磁电换能器两臂(2个发电单元)的输出的弹性基底粘结而成。在交变磁场激励下，磁致伸缩材料电压分别为1．85V和1．7V。当主发电源将超级电容器充发生应变，带动弹性基底振动，弹性基底通过粘接层带动压电至0．4V左右时，辅助发电源驱动控制电路产生一束脉电片振动，利用压电材料的压电效应产生电荷，实现磁场能冲串(Burst)触发信号，开启电能瞬间放电电路工作，将超向电能的转换。在弱磁场激励下，具有单个磁电复合单元级