从任意输入振动中获取近极限静电动能
应用物理
2020-02-18 v1
摘要
本文报道了基于近极限动能采集(KEH)概念的静电动能采集器(KEH)的完整架构。该概念指的是将任意形式的环境振动的动能转换为电能，且其速率以器件尺寸和输入激励特性所设定的物理极限为目标。这得益于特定 KEH 质量动力学的综合，使采集能量最大化。综合这些动力学只需对输入振动的确切形式作很少假设。在所提架构中，这些动力学由静电换能器综合的适当机械控制实现。提出了一种接口电路，用于在换能器与系统能量库之间执行必要的能量传输。计算与有限状态自动机单元基于外部输入与系统机械状态控制接口电路。所报道的近极限 KEH 的运行在仿真中得以展示，证明了所提架构的概念可行性。对于所考虑激励，达到了 KEH 输入能量绝对极限的 。通过考虑应用约束、控制律、换能器机械设计、电气接口设计以及传感和计算模块的完整系统优化可进一步改进。
引用
@article{arxiv.2002.07086,
title = {Electrostatic Near-Limits Kinetic Energy Harvesting from Arbitrary Input Vibrations},
author = {Armine Karami and Jérôme Juillard and Elena Blokhina and Philippe Basset and Dimitri Galayko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07086},
year = {2020}
}