第２７卷第４期 ＶＯＩ．２７ ＮＯ．４ 湖 北 工 业 大 学 学报 ２Ｏ１２年Ｏ８月 Ａｕｇ．２０１２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ［文章编号］１００３—４６８４（２０１２）０４—０００１—０８ 微型压电能量收集器的研究现状和发展趋势 陈定方 ，孙 科 ，李立杰 ，杨艳芳 ，梅 杰 （１武汉理工大学物流工程学院，湖北武汉４３００６４；２斯旺西大学工程学院多学科纳米技术中心，英国威尔士ＳＡ２ ８ＰＰ） ［摘要］综述目前微型压电能量收集器的研究现状，包括压电材料、能量收集器结构类型、结构优化技术、能量收 集接口电路和典型应用，详细介绍压电悬臂式结构．最后对微型压电能量收集器的发展趋势提出看法． ［关键词］微型；压电；振动；能量收集器；接口电路 ［中图分类号］ＴＨ１２２ ［文献标识码］：Ａ 随着无线通讯与ＭＥＭＳ技术的不断发展，使得 造成危害．而振动能量的有效收集可以保证有能力 微电子设备、微传感器和微型能量收集器等微型机 为这些传感器供电，并且最终处在一种较高的成本 电系统的应用范围不断扩大＿１］，包括用于为健康监 经济效益模式中［６］．通常情况下，利用许多物理效应 测的分布式传感器节点、医疗的嵌入式或者植入式 可以收集能量，包括电伏、电磁和压电效应ｒ７］．对于 传感器节点、大型系统的电池、汽车轮胎压力监测系 前面提到的效应，压电能量收集器在使用电能来源 统、无人飞行器以及家用安全系统等．其应用仍依靠 方面、在便携或者无线的装置方面具有优势，压电收 传统的电池来供电，如镍氢电池、锂聚合物电池等． 集器有着最简单的结构但同时也能传递相对较大的 传统电池存在明显的缺陷：一是相对于微型传感器 电能输出，由于高效率的电能转化，为了提高微型设 其体积仍然较大，了微传感器的进一步微型化； 备电能供应的效率，使用压电薄膜早已被极力推 二是供能寿命有限，使用一段时间后需要更换或者 崇［８］．很多关于在中尺寸（厘米级）的能量采集，以替 充电，对于放置在气候恶劣或者遥远地区的无线传 代电池作为唯一电源的研究和产品开发项目已经得 感器而言，这是个很严重的制约条件．同时目前的技 到重视，但是在微尺寸能量采集研究方面仍然有待 术还没有完全的能力减小传感器节点的尺寸或者替 进一步开展［ ． 代传统电池而使其应用被［２］．因此，微型能量收 虽然能量收集器的研究与开发尚处在发展阶 集材料和系统已经成为一个重要的研究领域并且发 段，但是微尺寸压电能量收集的可能性已经被这些 展迅速［３］，能量收集器越来越多地受到人们的关注． 早期的原型证明了【１ ．本文对目前国内外压电薄膜 目前，各国研究者提出的能量采集器的类型主要有 能量收集器研究现状进行综述，介绍能量收集器的 三种：压电式、静电式以及电磁式．三者之中，压电式 类型、压电材料、压电能量收集器系统结构、系统结 能量收集器具有可与ＭＥＭＳ技术很好地集成、能量 构优化的方法、压电能量收集器电路系统，以及在不 输出密度大、无须启动电源、能量采集装置结构简 同领域的应用，最后提出压电薄膜能量收集器的发 单、不发热、无电磁干扰、无污染、寿命几乎无限、易 展趋势． 于加工制作和实现机构的微小化Ｌ４＿引，以及它们能在 无法进入的地方和有弹性嵌入的系统中简单实施， １ 能量收集关键技术与物理模型 并且成本低，没有布线麻烦等诸多优点，因此备受人 们欢迎．传统的无线传感器网络节点由普通电池供 任何系统都有其本征特性，机械特性可以用两 电，其容量毕竟有限，需要定期更换，给上述系统的 个参数描述：阻尼系数和本征频率．一般地，利用单 应用带来很大不便．同时，大量使用电池还会对环境 自由度的弹簧质量块系统研究振动物体的动态特性 ［收稿日期］２０１２—０４—１５ ［作者简介］陈定方（１９４６一），男，湖北武汉人，武汉理工大学教授，研究方向为虚拟现实技术、机械设计理论，现代机械 制造及控制技术，计算机技术 ２ 湖 北 工业 大学 学报 ２Ｏ１２年第４期 和能量收集特性．图１所示的物理模型为振动刚度 的等效集总弹簧质量块系统，其运动方程为： Ｍｚ— —Ｃｚ— —Ｋｚ一——Ｍｙ 其中，ｚ—ｚ—Ｙ为质量块的净位移．阻尼系数 ＝ 一 ２、／ ｍ一Ｋ ，本征频率 一√ ．‘Ｖ』Ⅵ 输出２（￡）和输入．ｙ（ ）的比值可以由零初始条 件经拉普拉斯变换给出： ｌＩ ｙ（ｓ）ＩＪ 一 ５ ＋２ ！ ＋ｃＵ：’ 通过对上式进行拉普拉斯反变换，并假设外部激励 为正弦信号Ｙ—Ｙｓｉｎ（∞ｔ），可以给出时域响应： （竺） （￡）＝＝＝—＿＝＝＝＝＝＝二二＝ｗ．Ｙｓｉｎ（￣一 ）， √（１一（ ））＋（２ ） 输入与输出之间的相位可以由∞一 ａｒｃｔａｎ 兰 ）给出・在上述振动条件下，压电换 能器产生的机械功率可以由质量块的速度和外加作 用力的乘积给出： ｒｙ。（ ） 。 Ｐ（ ）＝＝：———— ——— ． （１一（ ））＋（２Ｃ ） ｃ￡Ｊ 。ｃ￡Ｊ 假设工作频率为本征频率，可以得出最大功率Ｐ 一ｍＹ ∞ｉ 一— 一 等效质量 弹 图１振动刚体等效集总弹簧质量块系统 ２压电薄膜材料 目前压电材料包括压电多晶体陶瓷、压电单晶 材料、压电和电致伸缩聚合物以及压电薄膜．Ｐｂ（ｚｒ， Ｔｉ）０ （ＰＺＴ），Ｚｎ０，ＡＩＮ，以及ＢａＴｉＯ。（ＢＴ）等材料 系统的压电薄膜在传感器、开关以及执行器中应用 广泛．在能量收集器中，相同的淀积技术被用于Ｐｔ／ Ｔｉ／Ｓｉ０ ／Ｓｉ圆片上合成压电薄膜．和其他材料相 比，多晶ＰＺＴ薄膜具有较高的压电系数，因此被广 泛应用于ＭＥＭＳ能量收集器的制备．表１列出了不 同的薄膜材料的特性． 表１ 薄膜的压电和电致伸缩特性 由于衬底对膜的束缚作用，薄膜／厚膜和体材料 的压电系数不同．相比体材料，薄膜ＰＺＴ总是表现 较小的极化和较低的压电系数 ．膜材料的等效压 电系数可以表示为： ～ 一 。 ｄ３３，ｆ ｅ ３３＝ｄ一 为实现低驱动电压的微机电系统装置和高度灵 敏传感器，要求有较高的压电系数的压电材料作为 支撑Ｅ ］．影响压电性能的重要参数有晶粒尺寸、张 应力、膜厚和晶体组织，而（１ＯＯ）取向的ＰＺＴ薄膜具 有更好的压电特性．可以通过选择合适的衬底或电 极、淀积条件以及加热速率控制晶体组织，也可以通 过使用缓冲层控制晶体组织，如ＰｂＴｉＯ 淀积在Ｐｔ 上为（１００）取向，而淀积在ＴｉＯ 薄层上为（１１１）取 向．介电特性和压电特性随着厚度的增加而增强，当 厚度增加到１０ ｕｍ附近时，其特性和体材料相似． 压电特性还会随着晶粒尺寸的增加而增强．因此，通 过控制压电膜一淀积界面的成核情况，就可以获得 更好的压电特性．硅的高质量外延Ｅｏ ０ １］ＳＴＯ的生 长被ｗａｎｇ等证明为理想平台中氧化铁的生长 ． 如图２所示，在硅元素中，ＳＴＯ的定位是沿着何 晶格方向，而不是直接在ｒｌｏｏ］平面上．这样可以使 ＳＴ０能适应Ｓｉ的晶格结构，保留异质外延，同时维 持３．９１ Ａ的晶格参数．在生长温度中，正方的晶格 常数，或者Ｃ轴、ＰＺＴ，是４．０８４ Ａ［１４］．这表明了 ０．１７４ Ａ或者４．２６ 的晶格错配预示着在ｓｉ中使 用ＳＴＯ缓冲层，Ｃ一轴（Ｏ ０ １）ＰＺＴ能外延生长＿ｌ ． 口。．＝５．４３Ａ ・●■————————————・ 图２ Ｅｏ ０ １］ＳＴＯ与［１ Ｏ］Ｓｉ的晶体相互作用 压电薄膜的淀积需要满足一定的要求，如制备 温度范围、化学计量比一级表面能等．制备温度过高 第２７卷第４期 陈定方等微型压电能量收集器的研究现状和发展趋势 ３ 造成的膜应力会引起缺陷．膜的应力由Ｓｔｏｎｅｙ方程 确定如下： １ Ｅ ￡： ３（１一 ）ｔＵ ’ 其中：Ｏｆ为膜应力；Ｅ 为杨氏模量； 为泊松比；ｔ 为衬底厚度；ｔ，为膜厚； 为衬底变形量．衬底变形 量正比于温度并且随制备温度的增加而增加． ３微型压电能量收集器系统结构 为了使得压电能量收集器在一定振动环境中拥 有较高的能量转换效率，国内外的学者不断对其系 统结构进行研究和设计．目前，压电能量收集器结构 的设计已经取得一定的进展．其结构主要有悬臂梁 式结构、螺旋梁式结构、多层结构、圆形与钹式结构、 粗纤维复合结构、彩虹结构和月牙结构等等，本文重 点介绍悬臂梁式结构． ３．１悬臂梁式结构 在压电能量收集微电子机械系统中，无用机械 能量通过压电悬臂梁转换为电能＿ｌ ．能量收集微电 子机械系统由机械振动部分和压电发电部分组成． 单层压电悬臂梁用于简式能量收集微电子机械系统 的制造．典型的压电能量收集微电子机械系统结构 见图３．悬臂构成狭窄的基板梁，压电薄膜附着在悬 臂基板梁上，而此梁上有顶部电极、底部电极和末端 质量块．通过横向压电性能，将机械能转换成电能． 压电能量输出 顶部电极 压电薄膜 底部电极 图３典型微压电薄膜能量收集系统的构造 Ｃｈｅｎ等对矩形、梯形和三角形压电悬臂梁的振 动能量采集性能进行了理论和实验研究Ｉ】 ．分别推 导了应变公式，建立了有限元仿真模型．模拟和实验 结果证明，在同样条件下，使用三角形悬臂梁可以改 善应变分布，比梯形和矩形悬臂梁产生更多的电压． Ｂａｋｅｒ和Ｍａｔｅｕ等对三角形和梯形悬臂梁进行了研 究，经过数学分析和有限元仿真发现，与矩形悬臂梁 相比，三角形和梯形悬臂梁应变分布范围更广且更 均匀，相对同体积的ＰＺＴ材料，产生的能量更 多口。。 ．Ｙｕａｎ和Ａｙｅｄ等对矩形和梯形悬臂梁进行 了研究．根据理论建模和实验验证［２０ ２１］，与矩形悬臂 梁相比，梯形悬臂梁产生更高的功率．Ｙｕａｎ等采用 相同的激振力和同体积的压电陶瓷，用１ Ｎ的周期 激振力，在激振频率１３０ Ｈｚ频率时，通过一个８０ ｋａ的负载电阻，从梯形压电悬臂梁可获得大约 ２４．２ ｍＷ的最大输出功率 ］．以上研究结果表明， 可采用几何体更小且更便宜的三角形或梯形悬臂梁 来满足给定的能量需求． 受基座连续激励的悬臂梁式压电能量收集器的 机电模型分集总参数模型和分布参数模型．集总参 数模型（图４）：对于工作在横向或者纵向振动模态 的悬臂梁，使用传统基座激励表达式的集总参数简 谐激励模型在预测相应方面可能引起较大的误差， 它取决于末端质量块与悬臂梁质量之比［ｚ２－２３３．为了 提高压电能量收集器集总参数模型的预测精度，人 们引入了一些无因次的修正因子［２ ，包括 。（横向 振动）和ｋ （纵向振动）．分布参数模型（图５）：在基 座的连续激励下，压电单晶片和双晶片（串联和并 联）悬臂梁的压电能量收集耦合分布参数方程，通过 方程的封闭解．同时推导出任意频率的稳态电学响 引． 图４压电能量收集器集总参数模型及样品参数 ｇ（ｔ） （ｔ） （ａ）压电单晶片结构 ｇ（ｔ） Ｖｂ （ｔ） （ｂ）压电双晶片结构（串联） ｇ（ｆ） 。（ｔ） ＿压电层；团依附层；一电极；ｆ极化方向 （ｃ）压电双晶片结构（并联） 图５基座激励下的压电能量收集器结构 考虑所有振型以及正、逆压电效应的表征法，可获得 应和机械响应．在模态频率附近，多模解简化为单模 解［第２７卷第４期 陈定方等微型压电能量收集器的研究现状和发展趋势 ５ ∞一￣／愚 ＋Ｃ－ ｄ ￣ｒｕｅｓ， Ｑ 一ｌ［Ａ（ ２—８３１）ｌｆｓｉｎｆｌｘｓｉｎｆｌｙ ＋ ｐ 其中忌 ，为机电耦合系数．这种方法的缺点是需要 复杂的可编程元件控制串联负载电容的通断．另一 种改变收集器频率的方法是改变其级联方式，即通 过有源开关改变串联或并联的换能器数目．开关通 过比较某一频率段内的功率大小进而调节连接方 ￡３３Ｅ ． ＩｄＡＰ一 ｃｅ３２－－ｅ３１，一 ． 对于振动能量收集系统，输出功率、电流和电压是时 式．这种方法的缺点是需要多个换能器排列成系统， 进而实现级联控制，器件的体积大而且功率密度低． 另一种方法是利用非线性压电材料．众所周知， 外加电压通过改变非线性压电材料的硬度进而影响 谐振频率．随着外加电压的上升，压电材料的谐振频 率降低．在能量收集器中，可以通过改变偏压或者应 力来调节工作频率． ４．３延长宽带 提高能量收集总效率的一种有效的方法是换能 器从多个振动输入信号收集能量．当工作频率稍微 偏离梁的谐振频率时，传统单悬臂梁产生的能量效 率就会明显下降．Ｈｕａｎ Ｘｕｅ等人提出了一种新颖 的综合多层不同工作频率的压电双晶片构成的宽带 压电能量收集器＿２ ．发现其具有不同的共振频率， 同时根据能量收集器的输出反馈选择一种合适的连 接模式．其工作频率可以扩大和转移到周围环境具 有优势的频率带上，以获得更多的能量． ４．４拉梅模式 一种新型的基于拉梅模式方形压电双晶片的放 射性同位素能量发电器的设计被提出［∞］，用于提高 能量输出．理论上，增加振动频率就可以增加能量输 出．此设计由压电层和硅基片组成（９）． ４ １，２，４，７～锚固；３，８～电极上涂上放射性物质； ５一压电层；６一硅层 图９拉梅模式压电能量收集器的原理网 体积压电层在上面，下面是单晶硅层．其４个角 机械固定，发射性薄膜材料安装在距离金属板两边 ２／ｚｍ处，并固定．由发射性材料感应的静电力使压 电双晶片在ｘｙ平面受力变形．在这个模型分析中， 电流 Ｚ ．ａＱ — 一＇ 口 而 间和频率的函数．本设计中，当外部机械负荷为３６ Ｎ／ｍ 时，储存电能８．４×１０ 。Ｊ，并同时输出６８．８Ｖ 的电压． ５能量收集电路 简单的能量收集电路由二极管整流器ＡＣ／ＤＣ 和ＤＣ－ＤＣ转换器组成，如图１Ｏ所示．ＤＣ—ＤＣ转换 器的加入使得能量收集的效率提高了７倍．降压转 换器的效率为７４ ９／５～８８ ．通过使用ＤＣ—ＤＣ转换 器的不连续导通模式，建立了具有简单控制电路的 能量收集系统［ ］． 微功率Ｌ 塞 ＞ｌＩ ．．．．．．．．．．．电池 ．．．．．．．一 能量收集电路Ｉ控制器 １ ．．．．． ＿＿Ｊ 图１Ｏ能量收集电路框图 单级能量转接口电路：目前研究集中于单级压 电发电机接口电路，包括经典接口电路（ｓｔａｎｄａｒｄ— ｃｉｒｃｕｉｔ）、同步电荷提取电路（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｃｈａｒｇｅｅｘ— ｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＣＥ）、并联同步开关电感电路（Ｐａｒａｌｌｅｌ— ＳＳＨＩ）及串联同步开关电感电路（Ｓｅｒｉｅｓ—ＳＳＨＩ）Ｅ３ｏ３． 见图１１． ● ｌ 一 ｌ ＋ 一 一 ＝Ｙ：ｏ ｔ － 一＿＿ 一 图１１经典接口电路 多级能量转接口电路：Ｏｔｔｍａｎ等＿３２ 提出利用 降压式ＤＣ—ＤＣ变换电路，通过调节占空比，使中间 电容上的电压维持在压电元件开路电压的一半，调 节输出电压与负载所需电压匹配，同时保持输出功 率始终最优，见图１２． Ｌａｌｌａｒｔ等口 提出了一种双同步开关电感电路 （图１３），该电路结合了ＳＣＥ电路和ＤＣ—ＤＣ电路的 优点，既保持较高输出功率，同时保证输出功率与负 ６ 湖 北 工 业 大 学 学 报 ２０１２年第４期 载无关．实验结果表明，双同步开关电感电路输出功 率为经典电路的５倍以上． 图１２降压式ＤＣ—ＤＣ接口电路 ● Ｉ － 一 一 Ｉ ＜ 一－Ｐ ＣⅢ一—＝Ｉ Ｌ ＝Ｒ ●－－＿ 图１３双同步开关电感接口电路 ６微型压电能量收集器的应用 无线传感器的振动能收集装置：一种自我调节 的磁力共振调谐技术的能量收集模型＿６］，如图１４所 示，该装置是由４个带有相等质量的质量块的压电 悬臂梁和安装在其顶部和底部的磁体所构成，这样 能使所有的梁表现出相同（大约）的自然频率．梁阵 列是安装在一个固定在螺丝杆（每英寸螺丝的直径 决定了速度的大小）的固定装置上的，然后进一步固 定在直流电机／驱动器上．当电机转动时，固定装置 根据电机电流的大小往复上下运动，其他的需要引 起磁力／刚度的磁体连接在装置的固定端上． ４ １，２一磁铁；３一直流马达； ４一带末端质量块的压电梁 网１４ 自我调谐的压电梁阵列的能量收集装置结构示意图 压电轮胎发电机：在旋转机械能应用方面，廖海 洋等 将ＰＺＴ５压电材料粘贴在轮胎内底面，见图 １５．汽车行进时轮胎的运动频率与人行走相比较为 稳定，且轮胎负重大、可转换能量水平高．实验结果 表明，压电阵列式轮胎发电机平均输出功率为１５０ ～３５Ｏ ｍＷ，瞬时最大功率可达５０ ｍＷ．加利福尼亚 州近期通过了一项将压电能量采集技术用于公路交 通的新法案，该系统已为以色列、意大利试用，１ ｋｍ 公路单行线的年发电量多达４４ Ｍｗ，足以供３０ ８００ 户人家使用一年ｍ］． １一填充橡胶；２一压电换能器网 １５压电轮胎发电机原理图 微型风车压电能量收集器：在德州大学Ａｒｌｉｎｇ— ｔｏｎ分校，Ｓｈａｓｈａｎｋ Ｐｒｉｙａ教授和其他材料科学与工 程计划的研究人员采用压电器件制造出了一种小型 发电机．这种发电机可由时速８～１６ ｋｍ的风力驱 动，能够为无线传感器网络中的节点提供最多 ５０ｍＷ的功率．发电机的桨叶连到凸轮上，使围绕 轴排成圆形的一串双压电晶片产生振荡．一个采用 ＡＰＣ８５５陶瓷制造的双压电晶片可输出０．９３５ ｍｗ 的功率，由１１个压电晶片组成的单元可输出 １０．２ ｍＷ的功率［ １． Ｍａｒｚｅｎｃｋｉ等设计和制造出一种压电薄膜氮悬 臂发电机，其通过２０４ Ｈｚ共振频率输入０．５ ｇ的输 入振动可以产生０．０３８“Ｗ能量 ．Ｆａｎｇ等制造＿ｒ 一种基于ＰＺＴ的微尺寸悬臂，其在频率为６０９ Ｈｚ 时共振，以及产生２．１６ ｗ能量需要１ ｇ的输入振 动［卵］．另外一种基于ＰｚＴ的设计被Ｓｈｅｎ等人证 明，并在２ ｇ加速度和共振频率为４６１ Ｈｚ时能产生 ２．１５ ｍＷ的能量［ ］． ７结论和发展趋势 本文介绍了目前国内外微型能量收集器的研究 现状．而微型压电能量采集系统的研究与测试在国 内外尚处于起步阶段，有待于进一步的深入研究，且 许多问题也需得到探索并解决，主要包括以下几个 方面． １）随着微电子系统集成度的不断提高，使得无 创无线微传感器和生物植入器在商业、军事和医疗 等领域形成热点问题．压电能量收集器微型化和高 第２７卷第４期 陈定方等 微型压电能量收集器的研究现状和发展趋势 度集成化仍然是发展方向．同时先进的ＭＥＭＳ加工 工艺是其微观应用的能量和功率供应满足的保证． ２）外延压电薄膜具有较好的压电特性，其在微 型能量收集的应用将可能会成为人们追捧的对象． 目前由于压电薄膜的外延技术不是很成熟，因此研 ｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００４：８—８９． ［８］ Ｋａｎｎｏ Ｋ，Ｍｏｒｉｍｏｔｏ，ｅｔ ａ１．Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔｅｒ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ＰＺＴ Ｆｉｌｍｓ ｏｎ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ，２０１０：１５２—１５５． ［９］Ｓｈｅａｒｗｏｏｄ Ｃ ａｎｄ Ｙａｔｅｓ Ｒ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｅｌｅｃｔｒｏ— ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｉｃｒｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．１９９７， （３３）：１ ８８３一ｌ ８８４． 发完善其制备工艺显得非常重要． ３）现有的能量收集微电路自身消耗能量较高， 设计出能耗低、集成度高的微系统电路很重要． ４）压电能量采集装置非线性振动控制研究．目 ［１０］Ｒｅｉｌｌｙ Ｅ Ｋ，Ｗｒｉｇｈｔ Ｐ Ｋ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｅｐｉｔａｘｉａ１ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃ— ｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｍｉｃｒｏ— ｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ，２００９，１９（９）：０９０５１４． 前，利用压电效应将振动能转换为电能的研究主要 是基于线性振动模型，通过调节能量采集装置的共 振频率来捕获较大的能量．但是，通常环境下的振动 频率分布在一个较宽的范围内，共振频率的调节将 很难实现．而使用非线性振动模型来研究压电能量 采集装置，如利用多频率结构和双稳态结构等方式 解决宽频问题．但是，迄今为止，压电能量采集装置 的非线性振动研究还停留在概念上，还没有相关样 机的报道，因此，这方面有待深人研究． ［参考文 献］ ［１］ Ｘｕｅ Ｈ，Ｈｕ Ｈ，Ｈｕ Ｙ，ｅｔａ１．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｉｅｚｏｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｉｎ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｐｅｒ— ａｔｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｅｉｔｈｅｒ ｗｅａｋｅｒ ｏｒ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｖｉ— ｂｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｅｒｉｅｓ Ｇ：Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎｏｍｙ，２００９，５２（２）：２１８—２２５． ［２］ Ａｍｉｒｔｈａｒａｊａｈ Ｒ，Ｃｈａｎｄｒａｋａｓａｎ Ａ．Ｐ Ｓｅｌｆ－ｐｏｗｅｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ—－ｂａｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａ—－ ｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，１９９８，３３ （５）：６８７—６９５． ［３］ 沙山克普里亚，丹尼尔 茵曼．能量收集技术［Ｍ］． 黄见秋译．东南大学出版社，２０１１：０—１０９． ［４］ ＫＷ０Ｎ Ｄ Ｗ，ＧＡＢＲＩＥＬ Ａ Ｒ．Ａ ２－ｐ．ｍ ＢｉＣＭ０Ｓ ｒｅｃｔｉ— ｆｉｅｒ－ｆｒｅｅ ＡＣ—ＤＣ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ＿ｃｈａｒｇｅｒ ＩＣ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１０，４（６）：４００—４０９． ［５３ ＳＨＥＮ Ｈｕｉ，ＱＩＵ Ｊｉｎ－ｈａｏ，ＪＩ Ｈｏｎｇ—ｌｉ，ｅｔ ａ１．Ａ ｌｏｗ－ ｐｏｗｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｙ ｓｙｎ— ｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅｓ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ａ，２０１０（１６１）：２４５—２５５． ［６］ Ｖｉｎｏｄ Ｒ Ｃｈａｌｌａ，Ｍ Ｇ Ｐｒａｓａｄ ａｎｄ Ｆｒａｎｋ Ｔ Ｆｉｓｈｅｒ．Ｔｏ— ｗａｒｄｓ ａｎ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｓｅｌｆ－ｔｕｎｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒ— ｖｅｓｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ［Ｊ］．Ｓｍａｒｔ Ｍａｔｅｒ．Ｓｔｒｕｃｔ，２０ｌｌ，２Ｏ（２）：０２５００４． ［７］ Ｓｈａｄ Ｒｏｕｎｄｙ，Ｐａｕｌ Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｗｒｉｇｈｔ，Ｊａｎ Ｍ．Ｒａｂａｅｙ． Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ： Ｗｉｔｈ ａ ＳｐｅｃｉａｌＦｏｃｕｓ ｏｎ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ［Ｍ］．Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａ— ［１１］Ｇａｎｐｕｌｅ Ｃ Ｓ，Ｓｔａｎｉｓｈｅｖｓｋｙ Ａ，ｓｕ Ｑ，ｅｔ ａ１．Ｓｃａｌｉｎｇ ｏｆ ｆｅｒ— ｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ａｐｐ１． Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，７５（３）：４０９—４１１． ［１２］Ｓｈｅｌｔｏｎ Ｃ Ｔ，Ｄａｎｄｅｎｅａｕ Ｃ，Ｍａｔｉａｓ Ｖ，ｅｔ ａ１．Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｐｉ— ｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］． ＩＥＥＥ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ，２００８，３：１—２． ［１３］Ｗａｎｇ Ｙ．Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３ｔｈｉｎｆｉｌｍｓ ｏｎ Ｓｉ ｕｓｉｎｇ ＳｒＴｉＯ３ ｔｅｍｐｌａｔｅ ｌａｙｅｒｓ［Ｊ］Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．２００２：９７—９９． ［１４］Ｎａｇａｒａｊａｎ Ｖ，Ｊｉａ Ｃ Ｌ，Ｋｏｈｌ Ｓｔｅｄｔ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｓｆｉｔ ｄｉｓｌｏ— ｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｎａｎｏｓｃａｌｅ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］． Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００５：１９２—９１０． ［１ ５］Ｍｉｌｔｏｎ Ｏｈｒｉｎｇ．Ｔｈｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ ［Ｍ］．（Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ：Ａｃａｄｅｍｉｃ），１９９２：１０５—２００． ［１６］Ｗａｓａ Ｋ，Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ Ｔ，Ａｄａｃｈｉ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｉｎ—Ｆｉｌｍ Ｐｉ— ｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｆｏｒ ａ Ｂｅｔｔｅｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ＭＥＭＳ［Ｊ］．ＩＥＥＥ，Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２Ｏ１２，２１（２）：４５１—４５７． ［１７］Ｃｈｅｎ Ｚ Ｓ，Ｙａｎｇ Ｙ Ｍ，Ｄｅｎｇ Ｇ Ｑ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉ— ｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ ［Ｊ］．Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｐｐｌｙ，２００９：１ ６． ［１８］Ｂａｋｅｒ Ｊ，Ｒｏｕｎｄｙ Ｓ，Ｗｒｉｇｈｔ Ｐ．Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ ｆｏｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖ— ｅｎｇｉｎｇ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａ— ｔｉｏｎａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．［Ｓ． １．］：Ｉｓ．ｎ．］，２００５，２：９５９—９７０． ［１９］Ｍａｔｅｕ Ｉ ，Ｍｏｌｌ Ｆ．Ｏｐｔｉｍｕｍ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｅｎｄｉｎｇ ｂｅａｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｓｈｏｅ ｉｎｓｅｒｔｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００５，１ ６： ８３５—８４５． ［２ｏｌ Ｙｕａｎ Ｊ Ｂ，Ｘｉｅ Ｔ，Ｃｈｅｎ Ｗ Ｓ．Ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐｉ— ｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ．ＩＥＥＥ，Ｕ１一ｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ， ２００８：１ ３９７—１ ４００． ［２１］Ａｙｅｄ Ｓ Ｂ，Ｎａｊａｒ Ｆ，Ａｂｄｅｌｋｅｆｉ Ａ．Ｓｈａｐｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［ｃ］／／ ２００９ ３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＣＳ）．［ｓ．１＿］：Ｉｓ．ｎ．］，２００９：１—６． ［２２］Ｄｕ Ｔｏｉｔ Ｎ Ｅ，Ｗａｒｄｌｅ Ｂ Ｉ ，ａｎｄ Ｋｉｍ Ｇ．Ｄｅｓｉｇｎ ｅｏｎｓｉｄ— ８ 湖 北 工 业 大 学 学ｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＭＥＭＳ—ｓｃａｌ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｖｉｂｒａ— 报 ２Ｏ１２年第４期 ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒｅ ｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ— ｔｒｉｃｓ，２００５，７１：１２１—１６０． ｍｏｔｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅ— ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００２，１７（５）：６６９—６７６． Ｅ２３］Ｒｏｕｎｄｙ Ｓ，Ｗｒｉｇｈｔ Ｐ Ｋ，Ｒａｂａｅｙ Ｊ．Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｌｏｗ ｌｅｖｅｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ａｓ ａ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓ ［３２］Ｌａｌｌａｒｔ Ｍ．，Ｇａｒｂｕｉｏ Ｌ．，ＰｅｔｉｔＬ，ｅｔ ａ１．Ｄｏｕｂｌｅ ｓｙｎｃｈｒｏ— ｎｉｚｅｄ ｓｗｉｔｃｈ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ（ＤＳＳＨ）：ａ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒ ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００３，２６：１ １３１—１ １４４． ｖｅｓｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］． ＩＥＥＥ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ ａｎｄＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ ［２４］Ｅｒｔｕｒｋ Ａ，Ｉｎｍａｎ Ｄ Ｊ．Ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｃａｎ— ｔｉｌｅｖｅｒｅｄ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｅｒｓ ｆ Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ２００８，４５：１ ３１１—１ ３２５． ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ，２００８，５５（１０）：２ １１９—２ １３０． ［３３］廖海洋，钟正青．压电陶瓷轮胎发电机的设计［Ｊ］．光学 精密工程，２００９，１７（６）：１ ３２７—１ ３３１． ［３４］朱莉娅，陈仁文，雷 娴．压电振动发电机的研究现状 与发展趋势［Ｍ］．中国机械工程，２０１１，２２（２４）：３ ０１６ ［２５］Ｅｔｈｅｍ Ｅｒｋａｎ Ａｋｔａｋｋａ，Ｈａｎｓｅｕｐ Ｋｉｍ，Ｋｈａｌｉｌ Ｎａｊａｆｉ． Ｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ｉｎｓｅｃｔ ｆｌｉｇｈｔ［Ｊ］．Ｊ．Ｍｉｃｒｏ— ｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ，２１（９），２０１１：０９５０１６． ３ Ｏ２２． Ｅ３５］Ｒｉｃｈａｒｄ Ｃｏｍｅｒｆｏｒｄ。微型风车可为无线网络供电５Ｏ ［２６］Ｈａｒｒｉｓ Ｎ Ｒ．Ａ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｔｈｉｃｋ—ｆｉｌｍ ＰＺＴ ａｃｔｕａｔｏｒ ｆｏｒ ｍｗ的发电机使用压电器件来收集能源［Ｊ］．今日电 子，２００６：３３． ＭＥＭｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅＤｉｒｅｃｔ Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃ— ｔｕａｔｏｒｓ，Ａ．２００６：３１１—３１６． ［３６］Ｍａｒｚｅｎｃｋｉ Ｍ，Ｃｈａｒｉｏｔ Ｂ，Ｂａｓｒｏｕｒ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｆｏｒ ［２７］李金田，文玉梅．压电式振动能量采集装置研究进展 ［Ｊ］．现代电子技术，２０１１，３４（１８）：１８４—１８９． ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＨＡＬ—ＣＣＳｄ—ＣＮＲＳ， ２００５：２９９—３０２． ［２８］Ｈｕａｎ Ｘｕｅ，Ｙｕａｎｔａｉ Ｈｕ，Ｑｉｎｇ—ｍｉｎｇ Ｗａｎｇ．Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ［３７］Ｆａｎｇ Ｈ Ｂ，Ｌｉｕ Ｊ Ｑ，Ｘｕ Ｚ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒ— ｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＭＥＭＳ—ｂａｓｅｄ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａ ｂｉｍｏｒｐｈｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ［Ｊ］． ＩＥＥＥ，Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎ— ｔｏｒ ｆｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎ， ２００６，３７：１ ２８０—１ ２８４． ｔｒｏｌ，５５（９）：２ １Ｏ４—２ １０８． ［２９］Ｋｉｍ Ｈ，Ｐｒｉｙａ Ｓ，Ｓｔｅｐｈａｎｏｕ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃ— ｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．ＩＥＥＥ，Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ— ｔｒｉｃｓ ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ，５４（９）：１ ８５１—１ ８５９． ［３８］Ｓｈｅｎ Ｄ，Ｐａｒｋ Ｊ—Ｈ，Ａｊｉｔｓａｒｉａ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｆａｂｒｉ— ｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ＭＥＭＳ ＰＺＴ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｉ ｐｒｏｏｆ ｍａｓｓ ｆｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒ— ｖｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ，２００８，１８（５）：１７ ２４． ［３Ｏ］Ｉ ｅｆｅｕｖｒｅ Ｅ，Ｂａｄｅｌ Ａ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｃ，ｅｔａ１．ＡＣｏｍｐａｒｉＳｏｎ ｂｅ— ｔｗｅｅｎ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｏｗｅｒｅｄ ＰｉｅｚｏｅＬｅｃｔｒｉｃ Ｇｅｎｅｒａ— ［３９］Ｋｈａｌｅｄ Ａｇｇｏｕｒ，Ｊｉｅ Ｍｅｉ，Ｚｈｕｍｉｎｇ Ｌｉｕ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｎｏｖａ ｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ ｗｏｒｋｉｎｇ ｉｎ Ｉｍｍｅ ｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＳｅｎＳｏｒｓａｎｄ Ａｃｔｕａ— ｔｏｒｓ，２００５，１２６（２）：４０５—４１６． ｍｏｄｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｌｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２：１—７． ［３１］Ｔｔｍａｎ Ｇ Ｋ，Ｈｏｆｍａｎｎ Ｈ Ｆ，Ｂｈａｔｔ Ａ Ｃ，ｅｔａ１．Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ０ｆ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＣＨＥＮ Ｄｉｎｇ—ｆａｎｇ ，Ｓｕｎ Ｋｅ ，ＩＡ Ｌｉ—ｊｉｅ ，ＹＡＮＧ Ｙａｎ—ｆａｎｇ ，ＭＥ Ｊｉｅ ’ （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｅｎｇｉｎ．，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖ．ｏｆ ｃ＾．，Ｗｕｈａｎ ４３００６３，Ｃｈｉｎａ； ２ Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ Ｎ口扎０ ８ｃ ０Ｚ０ｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｗａｎｓｅａ Ｕｎｉｖ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎ．，Ｗａｌｅｓ ＳＡ２ ８ＰＰ，Ｅｎｇｌａｎｄ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖｅｎ— ｇｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｉｍｉ— ｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｙｐｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｅｌａｂｏｒａ ｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ．Ｖｉｅｗｓ ａｂｏｕｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｃａｖｅｎ— ｇｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗｈｉｃｈ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ ｏｎ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ；ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ［责任编校：张岩芳］
