压电能量收集系统及其应用研究作者：夏奥 孙勇智来源：《海峡科技与产业》2016年第12期
摘 要：随着微机电系统（MEMS）的发展，无线传感网络使用越来越广泛。本文简要介绍了采用压电陶瓷片作为能量来源，提出一种基于高效的微弱能量收集芯片LTC-3588的能量收集方案；通过对比试验，针对CC2541低功耗蓝牙模块，设计出能量存储方案，实现了设备的“无源”供电。
关键词：压电发电；能量收集；LTC-3588；电容器；低功耗；蓝牙
0 引言
随着无线通讯与微机电系统（MEMS）的不断发展，使得分布式微电子设备、微传感器等等微型机电系统的应用范围不断扩大，这些应用包括为健康监测的分布式传感器节点、大型系统的电池监测、汽车轮胎压力监测系统等。在很多情况下，这些系统不能使用电缆或电线供电，电池（镍氢电池、锂聚合物电池）供电也受到很多限制，甚至是不可使用。其中原因有：（1）电池的使用增加了系统的体积，限制了系统的进一步微型化；（2）二是供能寿命有限，使用一段时间后需要更换电池或者充电；（3）一些场合如易燃易爆等危险情况下的更换问题难以解决；（4）电池本身还包含对身体或环境有害的铅、镉、汞等多种物质。因此，人们开始研究各种能量收集技术，作为电池的替代品，某些特殊的应用领域替代电池或自动为电池充电。用于微功率电子产品供电的各种能量收集技术的研究已成为国际上的一个研究热点。
1 压电陶瓷发电
压电效应分为正压电效应和逆压电效应。所谓正压电效应是指晶体由于机械应力的作用而使其介质化，并使其表面荷电的效应。反之，当外加电场于晶体时，晶体会产生形变，这边称之为逆压电效应。压电发电是利用压电材料的正压电效应将机械振动能量转变为电能，为网络传感器等微机电系统供。
压电发电有很多优点：结构简单、无电磁干扰、不发热、易于加工制作易于实现结构上的微型化、集成化等。这些特点决定了压电发电特别适用于为监测系统、传感器和微电子设备供能。
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