無源壓電開關(guān)控制器的研究.pdf

1、隨著電子集成電路、微/納機(jī)電技術(shù)的不斷改善,使微能量的收集、應(yīng)用成為可能。在一些領(lǐng)域,如微功耗電子產(chǎn)品、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等,漸漸可以見到它的身影。可以預(yù)見,微能量的收集、應(yīng)用將變得越來越普遍。振動(dòng)微能量收集技術(shù)是目前研究、應(yīng)用實(shí)踐最多的一種。論文結(jié)合項(xiàng)目需求背景,開展了無源壓電開關(guān)控制器的研究,作為微能量收集、管理、應(yīng)用系統(tǒng)研究的重要部分,野外或不便布線控制用電設(shè)備的場(chǎng)合,實(shí)現(xiàn)無源開關(guān)控制。
　　首先,就振動(dòng)能量收集應(yīng)用作了大量的調(diào)研

2、,了解認(rèn)識(shí)了國(guó)內(nèi)外的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀。通過查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)仿真等,驗(yàn)證了振動(dòng)能量收集并為微功耗電子元器件供能是可行的。自供電的無源遙控開關(guān)在保留有源遙控開關(guān)控制器優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),又解決了有源遙控開關(guān)需要更換電池的局限性。
　　其次,給出了無源壓電開關(guān)控制器的整體實(shí)現(xiàn)方案。詳細(xì)討論了能量轉(zhuǎn)換與處理單元,詳細(xì)的分析、闡述了無線發(fā)射單元、無線接收單元。給出了具體的設(shè)計(jì)流程與電路并設(shè)計(jì)制作了電路模塊。
　　最后,對(duì)壓電開關(guān)控制器的各功能單元

3、及開關(guān)控制器整體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真。實(shí)驗(yàn)仿真表明,能量轉(zhuǎn)換單元可以將按壓開關(guān)控制器按鈕的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,并將此能量用于發(fā)射實(shí)現(xiàn)控制功能的編碼信號(hào)。實(shí)際測(cè)試表明,壓電片轉(zhuǎn)換電壓可達(dá)20V左右。借助具體專用的微能量收集管理芯片對(duì)所轉(zhuǎn)換的振動(dòng)能量進(jìn)行處理,可以得到較穩(wěn)定的直流電壓(可選擇設(shè)置為:3.45V、4.1V、4.5V、5V)。此外,對(duì)壓電開關(guān)控制器的發(fā)射與接收單元進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并與穩(wěn)壓源供電情況下進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)表明,通過收集壓電發(fā)電裝置