1. 研究目的与意义（文献综述）

1.研究背景

1.1研究的背景及意义

微电子产品在供电方式上分为无源供电和有源供电两种[1-2]。有源供电方式主要采用电池供电，由于其供电量稳定，易达到微电子产品的电量需求，目前已广泛应用于各微电子产品中。但是，对于无法提供电源、不易更换电池或在易燃易爆的危险场合中，电池的使用及更换问题难以解决。

随着大规模低功耗集成电路的设计改进，使得微型传感器及低功耗的数字信号处理器的功耗控制在以下得以实现。因此，收集环境中的能量或人力发电为微型传感器提供电能已成为自供能技术的必然趋势。常用的自供能能源有三大类：动能、辐射能、热能[3]。根据不同的能量转换机理，主要有种典型的方法来获取环境中的机械能：静电转换、电磁感应以及压电转换[4-7]。目前的技术条件下，电磁感应的技术是比较成熟的，转换能量的效率也比较高，但是其结构相对较为复杂，体积也较大。静电转换在初始的转换过程中需要一个独立的电压源。而压电转换装置结构简单，不受电磁干扰，无需初始电压，不发热，易于加工制作，并且其主要利用环境中的机械能进行能量转换，属于绿色无源能量回收范畴。

利用压电发电材料结合动力学系统、测试技术等对环境中的机械能进行能量回收已成为一项备受关注的高新技术，目前，在军事、医疗、建筑等领域已经展开了相关的研究工作[8-9]。如微型祸轮发动机中微锂电池的应用，微太阳能技术在微内燃机中的应用等[10-11]。同时，对压电材料及压电发电结构也展开了深入的研究，高性能的新型压电材料相继出现，为压电发电技术的进一步提高提供了保证。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究内容

压电陶瓷是一种能够将机械能与电能相互转换的功能陶瓷材料，具有制作成本和难度低、换能效率高等优点。目前的压电能量收集器在频率匹配、装置结构等技术方面并未完全成熟，我的毕业设计通过理论建模与仿真分析，设计一种基于pzt-5h压电陶瓷材料的并联式双晶压电悬臂梁，探讨该结构下的电荷输出特性，同时结合实验总结其规律。

2.2具体目标

①　建立压电悬臂梁基本模型及其机电耦合模型，并完成包括频率、输出电压、输出功率等相关输出特性指标的推导计算；

②　熟练掌握有限元建模软件ansys，实现自己设计的双晶压电能量收集装置的机电耦合模块的建模、仿真与优化；

3. 研究计划与安排

4、进度安排

图4.1进度安排甘特图

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1].刘路，解晶莹，微能源[j].电源技术，2002，26(6)：470-474

[2].卞雷祥，文玉梅，李平.微型传感器自供能技术[j].仪器仪表学报，2006，27-6

[3].loretomateuandfrancesmoll.reviewofenergyharvestingtechniquesandapplicationsformicroelectronics[j].proceedingsofspie.2005(5837):359-373