利用Galfenol薄片的环境振动能量收集装置

摘要

cqvip:针对小功耗电子设备供电的需求,拟对生活中存在的丰富振动能量进行利用,设计一种以Galfenol材料的磁致伸缩逆效应和法拉第电磁感应的耦合特性为实现原理,以薄片状Fe-Ga合金为核心元件,对振动进行收集并转换为电能的装置。以Jiles-Atherton磁化模型为基础,结合悬臂梁弯曲理论建立了振动能量收集装置的感应电压与应力及力和加速度间的数学关系模型;分析了振动薄片内部总应力与运动状态间的数学关系。实验表明该装置产生的电压幅值可达到201 mV,并且在低频段发电效果最佳。研究成果为实现小功耗电子元件的无源供电提供一种新方法。