Разработка системы электропитания автономных измерительных модулей на основе пьезоэлектрических харвестеров энергии
Аннотация. Показана возможность накопления электрической энергии, формируемой при деформации пьезоэлектрических преобразователей для создания систем автономного электропитания. Проведены экспериментальные исследования.
Ключевые слова: пьезоэлектрический преобразователь, система электропитания, выпрямление, конденсатор, накопление энергии.
Содержание не найдено
ЛИТЕРАТУРА
1. Lithium Battery Transient Response as a Diagnostic Tool / E. Denisov, R. Nigmatullin, Y. Evdokimov, G. Timergalina // Journal of Electronic Materials. – 2018. – Vol. 47, No. 8. – P. 4493-4501.
2. Особенности реализации метода контроля технического состояния литиевых источников тока на основе анализа релаксационных процессов, вызванных изменением нагрузки / Е. С. Денисов, Г. В. Никишина, Р. Р. Енилиев, Т. П. Никишин // Контроль. Диагностика. – 2023. – Т. 26, № 7(301). – С. 36-43.
3. S. Priya, D. Inman (ред.). Energy Harvesting Technologies. Springer, 2009.
4. A. Erturk, D. Inman. Piezoelectric Energy Harvesting. Wiley, 2011.
5. M. Beeby, N. White. Energy Harvesting for Autonomous Systems. Artech House, 2010.
6. C. B. Williams, R. B. Yates. «Analysis of a micro-electric generator for microsystems» Sensors and Actuators A, 52, 1996.
7. Roundy S., Wright P. K., Rabaey J. M. Energy Scavenging for Wireless Sensor Networks: Wit
Такая архитектура интуитивна, легко монтируется на беспаечной макетной плате и сразу связывает механику с электрическими измерениями: каждое нажатие на пьезоэлектрическую диафрагму даёт импульс заряда, диодный мост переводит его в постоянное напряжение, а конденсатор накапливает его [7-8]. На этом фоне простые измерения мультиметром оказываются показательными — видно, как растёт постоянное напряжение.
Для проверки работоспособности предложенных подходов реализована именно такая простая и воспроизводимая экспериментальная установка на доступных элементах.
Экспериментальная установка
В экспериментальной установке использовались следующие компоненты: Пьезоэлектрическая диафрагма FT-20T-6.5A1L90, Ø20 мм, резонанс 6,5 кГц; 4 диода Шоттки 1N5711, 70 В, 0,015 А, корпус DO-35 / DO-204AH; электролитический конденсатор 100 мкФ, 63 В, LowESR (−40…+105 °C; 8×12 мм); соединительные провода типа «папа-папа»; беспаечная ма