集成开关电容数组与自适应混合MPPT的 piezo 能量收集
系统与控制
2025-07-17 v1 系统与控制
摘要
能源收集技术将在下一代电子系统的开发以及可持续基础设施的发展中发挥根本作用。利用环境振动来收集能源是EH（能源收集）的一个关键挑战。压电能源收集（PEH）因其利用环境振动而成为一种有前景的能源收集技术和自给能源技术。然而，它仍面临若干实际挑战，包括窄带宽、非线性和阻抗不匹配等问题。本文提出了一种新型、仿真的压电能源收集（PEH）框架，以解决上述某些挑战。该提出模型设计为具有适应性和有效性，可抵御PEH固有的非线性。该详细模型涵盖非线性压电、同步电荷提取（SECE）、混合最大功率点跟踪（MPPT）以及开关电容数组（SCA）。SECE在压电机械极端位置每一次到达时提取其上累积的最大电荷。已采用布盈模型（Bouc-Wen model）来建立系统的非线性。混合MPPT相对于传统P&O方法具有显著改进，SCA调校系统对可变频率输入具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2507.12163,
title = {Integrated Switched Capacitor Array and Synchronous Charge Extraction with Adaptive Hybrid MPPT for Piezoelectric Harvesters},
author = {Pramit Karmakar and Siddharth B and Chinmay Murlidhar Kadnur Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12163},
year = {2025}
}