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基于人體運動發(fā)電的可穿戴設備供電系統(tǒng)的研究

發(fā)布時間:2024-06-05 01:02
  可穿戴設備的出現(xiàn)與發(fā)展便利了人們的生活,與此同時,其電源的持續(xù)性供電亦成為其進一步發(fā)展的瓶頸。目前電池是可穿戴設備主要的電能來源,但須頻繁更換電池或找電源接口充電,頗為不便,因此考慮如果能在對人體日;顒硬划a生消極影響的前提下,利用適當?shù)难b置收集能量,并以高效的微電源管理系統(tǒng)做輔助,那么就能夠創(chuàng)建出基于人體運動的供電系統(tǒng)。鑒于目前的理論和技術,較有利用價值的基于人體自身的能量有:(1)人體運動能;(2)人體自身熱能;(3)人體自身生物能及化學能。本文采用收集人體運動能的壓電振動發(fā)電方式,具體來講,首先,在結構設計方面,在AutoCAD和SolidWorks平臺上繪制出各類裝置的二維與三維的結構圖,并用3D打印機制作出裝置實物,然后將基于PVDF薄膜的壓電振子固定到裝置實物上。其次,在硬件設計方面,在電能轉換系統(tǒng)一中設計了整流、濾波、穩(wěn)壓和超級電容儲能電路,Buck電路,MSP430單片機控制鋰離子電池充電電路以及USB接口對外供電電路;在電能轉換系統(tǒng)二中,交直流變換部分和超級電容儲能部分與系統(tǒng)一相同,不同點在于采用了集成的鋰離子電池充電管理芯片TP4057,它采用線性方式充電。第三,在...

【文章頁數(shù)】:82 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

圖1.4薄膜多孔的摩擦發(fā)電鞋墊??Fig.?1.4?Thin?film?porous?friction?power?generation?insole??

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圖1.2基于摩擦納米發(fā)電機的混合細胞布絨織物??Fig.?1.2?Mixed?cell?pile?fabric?based?on?friction?nano?generator??

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圖1.6穿戴式人體運動發(fā)電裝置??Fig.?1.6?Wearable?human?motion?power?generation?device??

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PVDF?發(fā)電片??電極引出處??圖1.5早期的壓電發(fā)電鞋墊??Fig.?1.5?Early?piezoelectric?power?generation?insole??2014年Gabriele?Pellegrinelli等人提出了一種人體運動能量收集方案,它在??鞋幫上部安....


圖1.5早期的壓電發(fā)電鞋墊

圖1.5早期的壓電發(fā)電鞋墊

Fig.?1.5?Early?piezoelectric?power?generation?insole??2014年Gabriele?Pellegrinelli等人提出了一種人體運動能量收集方案幫上部安置了一個小裝置,通過感應人體運動的加速度[7]而發(fā)電,并能存儲在電容器里面,....



本文編號:3989426

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