电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (9): 71-77.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.09.010
江思乐
JIANG Sile
摘要:
针对复杂环境中清洁能源供给难题,提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的声电电源系统,通过高效环境声能拾取与转换技术实现低功耗设备自供电。分析了高电压变电站、高山、海洋及阴雨环境的声源频谱特征,结合聚声罩声聚焦效应与COMSOL声学仿真,优化声电转换阵列结构与布局。声电电源的电路设计采用肖特基二极管整流、1 F法拉电容储能及TPS63900稳压芯片来保证电能的稳定输出。研究结果表明,所提声电转换阵列及其最优布置能够使集能器采集声压提高至原始发射声压的387.8%,可高效捕获10 Hz~20 kHz环境声能,并通过电路设计可实现1.8~5.0 V理论稳定输出,有效解决声能波动问题。最终,在实验室40~45 dB的声压级场景中,验证了所提声电电源样机对主要可听声波段具有良好的电压输出响应。设计为特殊场景的能量自供给提供了新方案,未来可进一步优化材料性能与电路效率,推动其规模化应用。
中图分类号: