طراحی مدارهای برداشت کننده انرژی ولتاژ پایین به منظور یکسوسازی، ولتاژ ذخیره شده توسط نوسان پیزوالکتریک

پیشرفت مخابرات بی سیم و ظهور ادوات الکترونیکی کم مصرف، فرصتی را برای برداشت انرژی سبز و رایگان از محیطزیست بوجود آورده است و توجه بسیاری از مهندسین و محققان را به خود جلب نموده است. بنابراین با دریافت انرژی موردنیاز از محیط نه تنها دیگر نیازی به باتری و منبع انرژی خارجی نیست بلکه به دلیل عدم نیاز به شارژ و تعویض باتری نیاز بهمراقبت های ویژه از سیستم از بین می رود که این خود در کاهش هزینه ها بسیار مؤثر است. برداشت کننده های ارتعاشکنونی قادرند با استفاده از اختلالات مکانیکی روزمره مانند جریان باد، سر و صدای ترافیک یا قدم برداشتن ما اندکی انرژیالکتریکی تولید کنند. مهارکنندههای انرژی ارتعاشی رایج شامل مهارکننده های پیزوالکتریک، الکترواستاتیک والکترومغناطیس می باشند. که در این میان پیزوالکتریک نسبت به سایر روش های برداشت انرژی از ارتعاشات محیط بیشترمورد توجه قرار گرفته است. به طور کلی مطالعه و تحلیل سیستم های برداشت انرژی مبتنی بر پیزوالکتریک شامل آنالیزساختارهای مولد ارتعاش، مدل سازی رفتار ماده پیزوالکتریک، طراحی مدار الکتریکی مناسب و به دست آوردن توانالکتریکی خروجی با توجه به نحوه کوپلینگ انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. اگر چه ماده پیزوالکتریک و خواص آنتاثیر زیادی در بازده نهایی سیستم دارد ولی طراحی بهینه مدارهای الکتریکی مانند مدار تطبیق امپدانس، یکسوسازها، خازنها و مبدل های DC به DC نیز با اهمیت است. طراحی این سیستم ها یکی از موضوعات مورد توجه این حوزه در چند سالاخیر بوده است. هدف از این مطالعه تحلیل و ارزیابی انواع مدارهای برداشت کننده انرژی از قطعات پیزوالکتریک و بررسیاجزای تشکیل دهنده مدار نظیر مدار تطبیق امپدانس، یکسوسازها، خازن ها و مبدل های DC به DC به منظور طراحیبهینه مدار الکتریکی و افزایش بازده توان دریافتی از برداشت کننده پیزوالکتریک می باشد. همچنین نتایج حاصل از شبیهسازی مدار برداشت کننده انرژی پیزوالکتریک شامل مبدل DC به DC نیز به صورت نمودار بررسی شده است.

Keywords:

پیزوالکتریک , مدار های برداشت کننده , یکسوساز , رگولاتور