摘要：Due to its low electrical loss and low process cost, a glass interposer has been developed to provide a compelling alternative to the silicon-based interposer for packaging of future 2-D and 3-D ICs. In this study,through glass vias(TGVs) are used to implement 3-D inductors for minimal footprint and large quality factor. Using the inductors and parallel plate capacitors, a compact 3-D Wilkinson power divider is designed and *** with some reported power dividers, the proposed TGV-based circuit has an ultra-compact size and excellent electrical performance.

摘要：根据振动学及电磁学理论,建立了采集器工作的物理模型,设计了一种平面弹簧式四永磁体结构振动能量采集装置,对拾振结构和换能结构进行了理论与仿真分析,讨论了采集器后续接口电路的整体设计方案,并对该电路进行了优化仿真,通过实验测试了该装置的性能,验证了其有效性和可靠性。实验结果表明,该采集装置接口电路输出电压可以在0.25 s内上升到9 V,此时,电压比较电路产生一个触发信号控制模拟开关导通,使设备正常工作,证明该采集器能可靠使用。

摘要：基于谐波雷达原理,设计了一种工作在基频为f 0=2.45 GHz的无源无线裂缝传感器。该传感器介质基板采用0.254 mm厚的超薄型双面覆铜板,整体结构包括基频接收天线、谐波发射天线、整流倍频器、二次谐波带阻滤波器和发光报警电路。当传感器处于“断裂”状态时,二次谐波带阻滤波器枝节与传感器电路断开,此时传感器将二次谐波信号发送到阅读器实现远距离报警,同时传感器整流电路产生的直流信号将给后端发光报警电路供电以实现位置报警。当传感器处于“完整”状态时,由于二次谐波带阻滤波器短路枝节的存在,使传感器产生的直流信号无法给后端电路供电,且二次谐波信号无法到达阅读器进行报警。实验结果表明,在“断裂”状态下,当发射功率为20 dBm时,阅读器与传感器之间的工作距离可以达到5.5 m,传感器发光报警电路正常工作范围可达0.8 m。

摘要：多源环境能量俘获正成为环境能量俘获的研究热点。室内存在各种光能和温差热能,通过光电池和温差热电片换能后可获得直流电,但温差热电能在通常情况下因开路电压低而难以俘获,单一的室内光能因能量密度较低也难于俘获。本文提出了基于单电感的室内光能和温差热电能的双能源协同俘获电路(Dual-source energy Cooperative Harvesting Circuit,DCHC)设计。所提出的DCHC电路,可以在一个电感充放电周期内对光能和热能进行同时俘获,提高能量俘获总量。此外,热能的引入对光能的俘获起到了协同的作用,可以有效提升光能的俘获效率,结果表明,光能俘获峰值效率最高可达86%。

摘要：小尺寸振动能量采集器通常难以高效采集低频振动能量。为提高能量采集效率,设计了一种高体积优值系数磁电式能量采集器。采用集总参数等效磁路模型对其换能系统的部分结构参数进行了优化,以提高感应线圈运动区域中运动方向上的磁链梯度,通过有限元分析验证了解析模型和理论结果。最后分别制作了3台不同参数的样机进行实验。实验结果表明,振动激励频率22.5 Hz、加速度幅值为100 mg时,经过参数优化的振动能量采集器能够在匹配负载上输出0.748 mW的平均功率,相应的体积优值系数达到了1.11%,优于其他两台样机在各自共振状态下的0.31%和0.77%。研究表明,通过合理优化磁电换能系统磁路,能够提高能量采集器的体积优值系数,是低频振动能量采集器小型化的一种实现途径。

摘要：并联电感同步开关(P-SSHI)电路可有效提高压电能量俘获能力,但其效率受到开关控制精准性、整流电路导通压降等因素的影响。提出了一种将超低压降有源整流与自适应P-SSHI结构相结合的高效压电能量俘获电路。其中,超低压降有源整流的上半桥采用交叉耦合被动开关的PMOS对管结构,下半桥则采用有源电路控制开关的NMOS对管结构,以降低整流电路的导通压降。自适应P-SSHI结构通过对整流电路中的电流进行过零检测确定同步开关的闭合时刻,对L-C振荡回路中的电流进行过零检测确定同步开关的断开时刻,以提高开关控制的精准性。实验结果表明,所提电路可以实现同步开关的自适应控制,并可有效提高压电能量俘获电路的整体效率。在负载电阻100 kΩ的情况下,所提电路的输出功率为291.35μW,相比于全桥整流电路的125.32μW,提高了132%。

摘要：环境能量俘获中压电振动能和温差热电能的俘获电路设计已成为近几年研究的热点之一。但由于存在压电换能器和热电换能器输出的能量分别是交、直流形式而难以同时俘获,且热电换能器的开路电压通常要低于三极管的阈值电压而需要借助外部电源供电等问题,本文提出了一种自供电的混合式同步电荷提取HSP-SECE(Hybrid Self-Powered Synchronous Electric Charge Extraction)电路。所提出的HSP-SECE电路,通过压电电压峰值的检测,在其达到峰值时进行压电振动能和温差热电能的同步提取,实现两种能量的融合采集。仿真和实验测试表明,所提出的电路可以有效实现温差热电能和压电振动能的同步采集,与现有的电路相比,在俘获效率、自供电和负载相关性等方面,具有较为明显的优势和特色。

摘要：叙述了海洋波浪能量特点及海洋波浪能量采集的重要意义。介绍了几种典型波浪能量采集系统的结构形式、特点和应用情况。重点阐述了作者提出的一种蛇形直接式波浪能量采集装置的结构及特点,并以此为例,分析了海洋波浪能量采集装置设计中的一些难点和关键问题,包括波浪建模、结构参数选择、优化、适应波浪变化的自动调节等。最后,结合当前研究和工程应用中的问题,对波浪能量采集技术的发展趋势进行了展望。

摘要：传统的弹簧卡箍缺陷多为产后人工全检,存在漏检与缺陷率上升等现象,这不但会使成本上升、也对人力资源提出了考验;为此实现自动实时在线全检就成为急需解决的课题,设计了基于机器视觉的弹簧卡箍在线自动检测系统,该系统安装在弹簧卡箍流水线两侧,搭建特定光源,通过激光传感器外部触发工业相机对其表面进行图像捕获,送上位机进行缺陷判定与定位,最后通过RS485将判定结果送下位机来控制剔除机制;实验结果显示:该系统采用改进的脉冲神经网络(PCNN)能准确提取目标缺陷区域并对缺陷进行判定,可在0.348s每个零件的速度下,检测出弹簧卡箍表面大于10像素的缺陷;通过对不同弹簧卡箍进行检测验证实验,证明了PCNN算法对缺陷分割的准确性和有效性。

摘要：设计了一种适用于环境振动能量俘获系统的高效率电源管理电路。电路采用了最大功率点跟踪(MPPT)技术,以解决环境振动能量不稳定和经换能器换能后的输出功率负载依赖性强的问题。针对MPPT工作过程中电压调整阶段功率损耗过大的问题,提出了高频开关控制的类Buck结构拓扑,以减小电压调整阶段的开关损耗,进一步提高了系统效率,并可实现预稳压,为后级电源管理电路减轻负担。电路采用0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,随着振动环境及负载的变化,最大功率点跟踪效率始终维持在98.55%~99.45%,系统效率提高至94.2%。