第1章
压电效应基础
压电效应的发现与历史 · 正/逆压电效应 · PZT/PVDF/ZnO · 压电方程与机电耦合系数
压电效应材料分类
第2章
压电能量采集原理
振动能量采集 · d31/d33模式 · 谐振频率与阻抗 · Mason/Van Dyke模型
工作模式等效模型
第3章
压电能量采集电路概述
电路功能与挑战 · AC-DC转换 · 效率/功率/启动电压 · 典型架构对比
电路架构性能指标
第4章
标准整流桥电路
全桥整流 · 肖特基 vs PN结 · 滤波电容 · 功率损耗 · 仿真与实验
整流桥二极管选型
第5章
倍压整流电路
Dickson电荷泵 · Cockcroft-Walton · 倍压级数 · 启动时间 · 低电压采集
倍压电荷泵
第6章
同步电荷提取 (SECE)
SECE原理 · 电感储能 · 开关时序 · 效率对比 · 设计实例
SECE电感储能
第7章
同步开关电感 (SSHI)
并联/串联SSHI · 翻转电压 · 电感与开关 · 控制电路 · 实测波形
SSHI能量增益
第8章
同步开关电荷提取 (OSECE)
OSECE工作原理 · 单周期提取 · 与SECE区别 · 简化设计 · 适用场景
OSECE单周期
第9章
降压型DC-DC转换器
Buck原理 · 连续/断续模式 · 电感电容设计 · 反馈控制 · 压电应用
BuckDC-DC
第10章
升压型DC-DC转换器
Boost原理 · 低压启动 · MPPT · 效率优化 · 实际案例
BoostMPPT
第11章
升降压型DC-DC转换器
Buck-Boost/SEPIC/Ćuk · 宽输入范围 · 极性反转 · 宽频采集
升降压SEPIC
第12章
最大功率点跟踪 (MPPT)
最大功率传输 · 开路电压法 · 扰动观察法 · 电导增量法 · 数字/模拟实现
MPPT算法
第13章
阻抗匹配技术
电阻/电容/电感匹配 · 非线性匹配 · 自适应匹配 · 效率分析
阻抗匹配自适应
第14章
低功耗电源管理芯片
LTC3588-1 · ADP5091 · BQ25570 · 内部架构 · 外围电路 · 性能对比
电源芯片PMIC
第15章
能量存储与管理
超级电容 · 锂电池充电 · 混合储能 · 充电保护 · 自放电控制
储能电池管理
第16章
多源能量采集
压电+光伏/热电 · 多源管理 · 功率或门 · 能量优先级调度
多源混合采集
第17章
宽频带能量采集技术
非线性振动 · 频率上转换 · 机械调谐 · 多模态 · 电路辅助宽频
宽频非线性
第18章
冲击与低频能量采集
低频振动 · 冲击激励 · 频率升压 · 人体运动应用
低频冲击
第19章
无线传感器节点供电
节点功耗 · 占空比 · 能量预算 · 采集到无线链路 · 部署案例
无线传感供电
第20章
电路仿真与设计工具
LTspice · 压电振子模型 · 整流/DC-DC仿真 · 参数扫描 · 实测对比
仿真LTspice
第21章
PCB布局与抗干扰设计
功率布局 · 模拟/数字分区 · 接地策略 · EMI抑制 · 热管理
PCB抗干扰
第22章
测试与表征方法
振子参数测量 · 整流效率 · MPPT性能 · 功耗测量技巧
测试表征
第23章
可靠性设计
元器件降额 · 温湿度影响 · 机械疲劳 · 长期稳定性 · 容错设计
可靠性降额
第24章
低电压启动技术
启动阈值 · 机械预偏置 · 辅助启动 · 电荷泵 · 变压器反馈 · 启动波形
低电压启动辅助电路
第25章
数字控制与智能管理
微控制器应用 · 超低功耗MCU · 固件优化 · 自适应算法 · 无线配置
数字控制MCU
第26章
MEMS压电能量采集器
MEMS工艺 · AlN/ScAlN · 悬臂梁/膜片 · IC集成 · 性能指标
MEMS薄膜
第27章
柔性压电能量采集器
PVDF/复合材料 · 印刷工艺 · 可穿戴 · 弯曲/拉伸模式 · 柔性电路
柔性可穿戴
第28章
工业应用案例
振动监测 · 无线温度 · 结构健康 · 自供电压电开关 · 部署经验
工业案例
第29章
生物医学应用案例
心脏起搏器 · 神经刺激 · 可穿戴健康 · 植入式挑战 · 生物相容性
生物医学植入式
第30章
未来趋势与前沿技术
AI辅助设计 · 无铅压电/单晶 · 量子点/纳米发电机 · 边缘计算融合
前沿趋势