基于d_(15)模式的L型压电俘能器结构与性能研究

摘要

剪切模式压电俘能器利用较高的压电系数d_(15),理论上能够收集到更多的能量。该文设计了一种基于d_(15)模式的L型基座压电俘能器,通过有限元仿真分析与直立型结构进行了对比。结果表明,L型结构不发生谐振时的俘能性能与直立型结构基本相同,在很宽频带内均有稳定的能量输出;而在一阶模态频率,L型结构的输出功率有大幅增加。该文制作了L型基座d_(15)模式PZT-51压电俘能器,实测表明,压电俘能器的谐振频率为86 Hz,当加速度为2.5g(g=9.8m/s^2)时,在匹配负载203kΩ上输出功率为31.25μW,对应单位重力加速度下的功率密度为84μW·cm^(-3)。