面向摩擦纳米发电机的同步电感开关能量提取电路
应用物理
2021-05-26 v1 系统与控制
信号处理
系统与控制
摘要
摩擦纳米发电机（TENG）作为一种机械到电能的换能器，已成为自供能物联网（IoT）传感器、可穿戴电子等的一种有前景的解决方案。使用同步开关能量提取电路（EECs）作为 TENG 与电池负载之间的接口，相比简单的全波整流（FWR）可带来数倍能量增益。本文对并联和串联电感同步开关采集（P-SSHI 和 S-SSHI）EECs 进行详细分析，在实际条件和理想条件下以统一分析框架推导输送至电池负载的能量，并与标准 FWR（第三种电路）比较。此外，针对所考虑的三种电路，推导了使输出最大化的电池负载最优值以及充电不可行的上限。这些采用通用 TENG 电气参数和一阶电路非理想性推导出的闭式结果，阐明了建模物理机制，并指导针对任意给定 TENG 的 EEC 选择与设计。所推导的分析结果通过基于 PSpice 的仿真结果以及实验测量值得到验证。
引用
@article{arxiv.2102.04581,
title = {Synchronous Inductor Switched Energy Extraction Circuits for Triboelectric Nanogenerator},
author = {Madhav Pathak and Ratnesh Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.04581},
year = {2021}
}