CN202076957U - 一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，该装置分为能量转换和功率调理两部分，能量转换装置中含压电材料的振动机构响应基座传递的环境振动，把振动的机械能转换为电能；功率调理电路将电能提取、调理后累积储存。振动机构由两个上下平行固定于基座的单自由度悬臂梁结构压电振子和一根垂直连接振子质量块的弹簧构成，两振子的梁厚与质量块重量均不同，形成一阶与二阶谐振频率相邻的宽频谐振二自由度系统。功率调理电路由低功耗的同步电荷转移电路模块、电荷汇集电容、可控电压阈值DC/DC转换模块和储能器件组成。该装置谐振响应频带较宽、功耗低且完全不需外部供电，因而效率高，适用于自供电或从环境补给电能的设备。

Description

一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于二自由度压电振子的、采集环境振动能量的微小型装置，适用于诸如无线传感器、便携式电子设备等需要自供电，或需要通过采集周围环境振动能进行能量补充的应用场合。

背景技术

随着无线传感器网络、便携式电子设备或装置等功耗低、独立工作的系统的快速发展，对长寿命的独立电源供应技术的需求越来越强烈。目前，电池仍然是这类系统的首选电源，但电池容量毕竟有限，需要定期更换，给上述系统的应用带来很大的不便。同时，大量使用一次性电池也会对环境造成危害。近年来兴起的环境能量采集技术是解决以上问题的一种有效途径。它利用环境中存在的各种能量，将其转化为电能并累积储存，可为电子系统提供或补充电能。可用于能量采集与转化的环境能源有太阳能、机械振动能、热能等等。其中太阳能的利用已商用化，其他能源的收集技术仍在研究中。环境振动能是一种存在范围很广的能量形式，在一般环境中，甚至许多人们比较难以进入的环境中都有振动源存在，且不象太阳能那样受时间、天气等因素限制，因此振动能量收集技术成为目前研究的新热点。根据能量转换机理的不同，获取电能的有效方法有电磁式、静电式和压电式等3类，与其他的两种振动能量采集方式相比，压电式能量采集或发电具备体积小、结构简单、能量密度高，无电磁干扰、无污染、寿命长、易于微型化、集成化、与MEMS加工工艺兼容等诸多优点，且能满足低耗能产品的供能需求而成为目前研究的重点。

目前研究的压电式振动能量采集装置较多采用单自由度悬臂梁结构，其谐振频带宽度较窄；例如单自由度悬臂梁谐振工作频率为20赫兹，阻尼比为0.02时，其频带宽度不到1Hz；而实际环境中的振源频率并非都固定，往往存在一定范围的波动，因此具有较宽谐振响应带宽的能量采集装置才具有更大的实用性，研究如何扩展能量采集装置的谐振响应带宽，也就成为关键技术之一。

目前已有学者提出了利用频率控制技术扩展振动能量采集装置谐振工作带宽的方法。根据该方法，设立一个控制装置，当外部振动激励频率变化时，该控制装置可自动调整能量采集装置的固有频率，使之与外部振动频率匹配。目前国外学者分别使用预加轴向应力和利用电容载荷变化实现频率控制的技术，设计了具有较宽频带的振动能量采集装置，但装置构造复杂，成本较高，且能量效率低。

总结现有技术可以发现，单自由度压电式振动能量采集装置的谐振工作频带较窄，难以满足高效率采集能量的应用要求；而目前见诸报道的基于频率控制设计的宽频带压电式振动能量采集装置，结构复杂，能量转换效率低，实用性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，该基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置完全不需外部供电辅助，结构简单，实用性强。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，包括用于将机械能转换成电能的能量转换装置和用于将电能进行调理并存储的功率调理电路；

所述的能量转换装置包括基座和2个悬臂梁结构的压电振子；每一个压电振子均由悬臂梁和质量块组成，悬臂梁的一端固定于基座上，质量块设置于悬臂梁的另一端即自由端；悬臂梁上设有用于将机械能转化为电能的压电层；能量转换装置上还设有用于电能输出的输出端子。

悬臂梁还包括1个金属基板层和4个电极层，金属基板层位于中间，压电层上下两面均覆盖有电极层；压电层共有2层，其材料选用聚乙烯氟化物(PVDF)压电薄膜，覆盖有电极层的压电层粘贴在金属基板层上下两面，振动中的压电振子因压电效应产生的电荷由位于悬臂梁固定端的电极层引出的振子输出端导出。

两个压电振子的梁厚和质量块重量都不同，两个质量块通过弹簧垂直连接；由于弹簧的连接作用使得固定于同一基座的2个原本独立的单自由度压电振子耦合成一个二自由度振动系统。

不锈钢材质的悬臂梁的厚度范围：0.1mm-1mm；质量块重范围：5g-80g。

【例如，在压电振子其它外形尺寸(长30mm，固定端宽20mm)相同的条件下，当一个振子的梁厚和质量块重分别为0.11mm和5.9g，而另一个振子的梁厚和质量块重分别为0.3mm和33.7g，连接弹簧弹性系数为12N/m时，对应的一、二阶谐振频率分别为20Hz与21.2Hz；当一个振子的梁厚和质量块重分别为0.11mm和10.4g，另一个振子的梁厚和质量块重分别为0.42mm和46.7g，连接弹簧弹性系数为21N/m时，对应的一、二阶谐振频率分别为71.3Hz与74.6Hz。】

压电悬臂梁采用梯形板结构【板厚度与幅面最小尺寸的比值在1/10～1/100内，幅面最小尺寸指梯形的短边】，悬臂梁的固定端宽度大于自由端宽度；压电层上的电极层不采用完全覆盖形式，而是按2/3～3/4之间的覆盖比例覆盖在压电层上。

功率调理电路包括2个同步电荷转移模块、电荷汇集电容、DC/DC变换模块和储能器件；2个同步电荷转移模块的输出端均接电荷汇集电容的输入端；电荷汇集电容经DC/DC变换模块与储能器件相连。

同步电荷转移模块包括二极管全波整流桥和电子开关；电子开关采用ADG821，二极管全波整流桥的输入端接输出端子中一路信号，二极管全波整流桥的2个输出端分别接ADG821的电源端和地；该一路信号中的高电压端经第一电阻(R12)接ADG821的选通控制端(IN1)，ADG821的SI端经二极管接电荷汇集电容的正极。

DC/DC变换模块为由电压基准源(U3-2)和电压比较器(U3-1)、开关管(Q3-4)、调压和偏置作用的电阻(R3-R8)以及具有稳压输出功能的DC/DC变换器(U3-3)组成的反馈比较控制开关电路。

电压基准源采用REF191，比较器采用运算放大器AD8502，开关管采用PNP管或N沟道MOS管；DC/DC变换器采用MAX5035或TPS63030。

储能器件由超级电容与充电电池并联而成。

当电荷汇集电容(C2-2)上的电压达到导通电压(Von)时，该电容与储能器件(2-4)之间的转换电路模块(2-3)导通形成放电过程；当该电容的电压因放电下降到截止电压(Voff)时，转换模块(2-3)截止使放电停止。其中，导通电压(Von)与截止电压(Voff)值可通过偏置电阻与电压基准源参考电平(Vref)的设置来调整。该模块的器件均由电荷汇集电容(C2-2)供电，无外部电源，是完全的自供电电路。

有益效果：

本实用新型提供了一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，该装置分为能量转换和功率调理两部分，能量转换装置中含压电材料的振动机构响应基座传递的环境振动，把振动的机械能转换为电能；功率调理电路将电能提取、调理后累积储存。振动机构由两个上下平行固定于基座的单自由度梯形悬臂梁结构压电振子和一根垂直连接振子质量块的弹簧构成，两个振子的梁厚与质量块重量均不同，通过连接弹簧耦合形成一个一阶谐振频率与二阶谐振频率相邻的宽频谐振系统。功率调理电路由低功耗的同步电荷转移电路模块、电荷汇集电容、可控电压阈值DC/DC转换模块和储能器件组成。该装置谐振响应频带较宽、功耗低且完全不需外部供电，因而效率高，适用于自供电或从环境补给电能的设备。

本实用新型的有益效果主要体现在三个方面：

1、本实用新型的二自由度振动机构(1-1)具两个谐振频率，耦合形成的二自由度系统的一阶谐振频率和二阶谐振频率设置成相近的值，从而当外部环境振动激励频率不稳定或变化时，只要激励频率处于两谐振频率之间，二自由度振动机构(1-1)都将处于或近似于谐振工作状态，扩展了压电发电元件的谐振工作带宽；与普遍采用的单自由度压电振子相比，本实用新型设计的二自由度压电振子的谐振工作带宽约为后者两倍多。

2、本实用新型设计的二自由度振动机构(1-1)中的压电振子(P1、P2)采用梁内分布应力大小相对均匀的梯形悬臂梁结构设计，且压电层上的电极(P1-1、P2-1)从固定端开始，按一种不低于67％的优选比率覆盖在压电层上，而不采用完全覆盖形式，这样的设计在维持压电振子结构稳定性的前提下，能提高能量转换效率。

压电悬臂梁(P1-1、P2-1)采用梯形结构设计，其固定端宽度大于自由端宽度，在同样尺寸条件下与矩形结构相比其发电效率更高。梯形结构设计原则为：1、根据实际需求满足振动机构结构尺寸限制；2、悬臂梁上任一点变形时产生的最大应力不超过材料许用应力；3、在满足上述两项原则的前提下，作为悬臂梁的梯形薄板固定端宽度W采用最大允许值，自由端宽为C*W(0＜C＜1)。C为形状参数，0＜C＜1，即薄板外形为等腰梯形，一般C值设定在0.5左右，梯形结构有利于使悬臂梁内的应力大小均匀。本实用新型装置中压电层上的电极(P1-4、P2-4)从固定端开始，按一定的覆盖比率覆盖在压电层上，而不采用完全覆盖形式。

3、本实用新型设计的功率调理电路(2)采用同步电荷转移和多路电荷汇集设计，以及DC/DC转换器工作电压阈值可控设计，减少了电能在转移存储过程中的损失，同时实现了充电电路工作电压的可控调节，本电路可非常方便地容纳两个或两个以上压电振子的多路电源输入，且电路中所采用了自身电能消耗非常低器件，各器件的供电电源与控制源均来自装置系统本身，无需提供额外电源。

附图说明

图1为本实用新型一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置结构框图；

图2(a)为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构侧视图；

图2(b)为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构俯视图；

图2(c)为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构三维结构图；；

图3(a)为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构一阶振型示意图；【其中，图(1)～(5)分别表示初始位置、1/4振动周期、2/4振动周期、3/4振动周期、一个周期时的压电振子状态示意图。】

图3(b)为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构二阶振型示意图；【其中，图(1)～(5)分别表示初始位置、1/4振动周期、2/4振动周期、3/4振动周期、一个周期时的压电振子状态示意图。】。

图4为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构谐振响应Ansys仿真图；

图5为本实用新型装置实施例中功率调理电路电路图；

图6(a)为本实用新型装置实施例中功率调理电路电荷汇集电容与DC/DC转换器输入端电压曲线图；

图6(b)为本实用新型装置实施例中功率调理电路DC/DC转换器输出端电压曲线图。

标号说明：1-能量转换装置，2-功率调理电路，1-1二自由度振动机构，1-2弹簧，1-3基座，P1-第一压电振子，P2-第二压电振子，P1-5-第一质量块，P2-5字儿质量块。1-5-第一压电振子输出端，1-6-第二压电振子输出端。1-4为螺钉，P1-2-第一金属基板层，P1-3为第一压电振子的压电层，P1-4为第一压电振子电极层，P2-2-第二金属基板层，P2-3为第二压电振子的压电层，P2-4为第二压电振子电极层.P1-1为第一压电振子的悬臂梁。P2-1为第二压电振子的悬臂梁。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：

如图1所示为本实用新型一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置结构框图，该装置由能量转换装置与功率调理电路组成，以覆盖了压电材料的振动机构为核心，通过响应基座传递的环境振动激励，将机械能转换为电能，再由功率调理电路将电能提取、调理后累积存储。该振动机构由两个悬臂梁结构压电振子和一根连接弹簧藕合成一个二阶振动系统；功率调理电路由同步电荷转移电路模块、电荷汇集电容、可控电压阈值DC/DC模块及储能器件组成。

图2(a)、图2(b)与图2(c)所示分别为本实用新型装置实施例中二自由度振动机构的主视图、俯视图与立体外形图，该装置由基座、悬臂梁结构压电振子以及弹簧构成。本实用新型装置的具有压电发电能力的振动机构的核心为压电振子，基座为压电振子提供固定支撑，弹簧将上下两个压电振子连接耦合成一个二自由度振动系统。本实用新型装置实施例中压电振子P1描述如下：它由压电悬臂梁、质量块构成；其中压电悬臂梁包括金属基板层、压电层和电极层，金属基板层采用韧性较大且较薄金属片(不锈钢)，主要为压电振子提供结构支撑，压电层由压电材料(PVDF)制成，其上下两侧又以导电性能好的金属镀层作为电极层，使压电悬臂梁振动形变时产生的电荷很容易通过输出端导出；覆有电极层的压电层分别用绝缘胶粘贴在金属基板层上下两侧，因响应外部环境振动激励，悬臂梁发生弯曲形变，使压电层上下两侧的电极层上因压电效应出现集聚电荷。压电悬臂梁的固定端钳制在基座预留的凹槽内，通过螺钉固定；在压电振子固定端，位于压电层上侧各电极层分别通过引线共同连接到各输出端的正电极点，位于压电层下侧电极层通过引线共同连接到输出端的负电极点，引线与电极点共同构成压电振子输出端；另一端(自由端)装有质量块，质量块起调节压电振子固有频率及加大振动时应变的作用。本实用新型装置实施例中压电振子P2结构型式与P1相同，同样由压电悬臂梁(包括金属基板、压电层以及电极层)、质量块以及输出端构成。本实用新型装置实施例的压电振子与传统的矩形压电振子相比，理论计算发电效率可提高约24％。

压电振子的压电悬臂梁厚度与质量块重量都不相同，同时两者质量块通过弹簧连接，耦合成一个二自由度振动系统，整个振动系统具有两个谐振响应频率，通过调整压电悬臂梁的尺寸、质量块重量以及弹簧弹性系数大小，可将整个系统的一阶谐振频率与二阶谐振频率调整到某个预定频率两侧附近，当外部环境振动激励频率在预定频率附近较宽的范围内变化时，本实用新型装置中的二自由度振动系统都能与之实现谐振响应，保持较高的能量输出(谐振状态下响应振幅最大、应变最大、输出也越高)，实现宽频响应。

下表为本实用新型装置实施例中压电振子与弹簧结构参数描述及参数值：

表1.参数结构参数描述及其数值

图3(a)与图(b)所示分别为本实用新型装置实施例二自由度振动机构一阶振型示意图与二阶振型示意图，无论是处于一阶或二阶振动响应，悬臂梁压电振子都沿与梁表面垂直的方向振动，因而压电振子在一阶或二阶振动时都能处于正常工作状态。当压电振子处于一阶振动响应时，其振动在同相位；当压电振子处于二阶振动响应时，其振动相位相差半个周期。

如图4所示为本实用新型装置实施例二自由度振动机构在振动激励为0.2g(加速度)时的谐振响应曲线图，其中横坐标代表外部环境振动激励频率，纵坐标代表压电振子有质量块一端的振幅；压电振子P1和P2的谐振响应曲线分别用带圆圈与三角形标识的线表示，其一阶谐振频率与二阶谐振频率分别为20Hz与21.2Hz，在两谐振点附近较宽范围内(19.5Hz到21.6Hz)，压电振子P1和P2都可实现谐振响应，谐振响应频宽约2.1Hz，在相同条件下，单自由度压电发电元件谐振响应宽度仅0.8Hz。

如图5所示为本实用新型装置实施例功率调理电路电路图。

交流电流源I1和电阻R11的并联电路是压电振子P1作为压电电源的等效模型。压电输出电流经二极管全桥(D11、D12、D13、D14)整流和电容C11滤波后，再经模拟开关U1-1、二极管D15流入串联的电荷汇集电容C2-2中。其中，二极管整流桥(D11、D12、D13、D14)、滤波电容C11、模拟开关U1-1(采用ADG821)及二极管D15共同构成同步电荷转移电路模块2-1-1；模拟开关U1-1的电源端VDD及输入端D1与滤波电容C11连接，输出端S1通过二极管D15与电荷汇集电容C2-2相接，控制端IN1通过电阻R12与电流源I1相连，该端子控制输入端D1与输出端S1之间的通断。与同步电荷转移控制模块2-1-1结构相同，二极管整流电桥(D21、D22、D23、D24)、滤波电容C21、模拟开关U1-2及二极管D25共同构成同步电荷转移模块2-1-2。当电流源I1、I2输出处在负半周，模拟开关U1-1和U1-2的输入端D1与输出端S1处于“断开”状态，电流源I1、I2产生的电量暂存在滤波电容C11、C21上；当电流源I1、I2输出处在正半周，模拟开关(U1-1、U1-2)的输入端D1与输出端S1处于“短接”状态，滤波电容C11、C21上的电荷向电荷汇集电容C2-2转移。该电容可以与两个或多个同步电荷转移模块实现多路接入。

电荷汇集电容C2-2为同步电荷转移电路模块转移来的电能提供“缓冲存储”，通过调整该电容的大小可控制充放电时间。

低功耗电压基准源U3-2选用REF191，它和由低功耗运放(选用AD8502)构成的比较器U3-1、开关管Q3-4【开关管采用普通的常用的开关管都可以，没有特殊要求】、偏置电阻R3～R8以及高效率DC/DC变换器U3-3(如MAX5035或TPS63030)共同构成可控电压阈值DC/DC转换模块2-3；电荷汇集电容C2-2通过开关管Q3-4与DC/DC变换器U3-3连接，电压基准源U3-2和比较器U3-1、以及偏置电阻R3～R8共同组成一个带电压基准源的反馈比较电路，其输出端与开关管Q3-4基极；在前述反馈比较电路中，电压基准源U3-2电源端Vs和比较器U3-1电源端(V+)与电荷汇集电容C2-2直接连接，该电容上的电压经电阻(R3、R4)分压后接入电压比较器(U3-1)的同相输入端(+IN)，电压基准源U3-2的输出电压经电阻(R6、R7、R8)分压偏置后接入比较器U3-1的反相输入端(-IN)，电压比较器U3-1的输出端(OUT)与开关管Q3-4相连，并经电阻R5反馈接入比较器U3-1同相输入端(+IN)；借助上述反馈比较电路，电荷汇集电容C2-2的电压大小决定了电压比较器U3-1的输出状态，从而控制开关管Q3-4的导通与截止，同时也控制了电荷汇集电容C2-2与DC/DC变换器U3-3之间的连通与断开。当压电振子工作时，其输出电荷经同步电荷转移电路流入电荷汇集电容C2-2，当该电容的电压达到导通阈值电压(Von)时，它与DC/DC变换器U3-3之间连通，从而进入放电阶段，实现由电荷汇集电容C2-2通过DC/DC变换器U3-3向储能器件可充电电池V4-1与超级电容C4-1充电；当电荷汇集电容C2-2的电压降到截止阈值电压(Voff)时，它与DC/DC变换器U3-3之间断开，进入截止阶段。导通阈值电压(Von)与截止阈值电压(Voff)数值由偏置电阻(R6、R7、R8)、电压基准源U3-1的参考电平(Vref)以及开关管Q3-4的基极导通压降(Vj)共同决定，并可调节。

图6(a)为本实用新型装置实施例功率调理电路中电荷汇集电容的电压曲线图(带方框标识)和DC/DC转换器输入电压曲线图(带星号标识)，从初始时刻开始，电荷汇集电容C2-2进入充电阶段，电压持续升高，此时电荷汇集电容C2-2与DC/DC变换器U3-3之间是断开的；当电荷汇集电容C2-2的电压达到导通电压(Von)阈值(图中为6.2V)时，该电容与DC/DC变换器U3-3之间的电路导通，进入放电阶段；当该电容的电压降到截止电压(Voff)阈值(图中为3.6V)时，放电截止，重新进入充电阶段。图中的放电过程持续15ms、充放电周期为280ms。如图6(b)所示为本实用新型装置实施例功率调理电路中DC/DC转换器输出电压曲线图，在电荷汇集电容进入放电阶段时DC/DC转换器才工作，其输出稳定在3.9V，且工作时间与电荷汇集电容C2-2的放电时间同步。

综上可见，本实用新型一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，因其具有较宽的谐振响应带宽和低功耗且完全不需要外部电源的电路，因而有较高能量转换与转移存储效率，增强了压电发电技术的实用性，可广泛用于无线传感器网络、便携式电子设备以及野外通讯、环境与气候变化监测控制、建筑物和机械结构健康监控等需要自供电和自身补给电能的诸多应用场合。

Claims (10)

1.一种基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，包括用于将机械能转换成电能的能量转换装置和用于将电能进行调理并存储的功率调理电路；

所述的能量转换装置包括基座和2个悬臂梁结构的压电振子；每一个压电振子均由悬臂梁和质量块组成，悬臂梁的一端固定于基座上，质量块设置于悬臂梁的另一端即自由端；悬臂梁上设有用于将机械能转化为电能的压电层；能量转换装置上还设有用于电能输出的输出端子。

2.根据权利要求1所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，

悬臂梁还包括1个金属基板层和4个电极层，金属基板层位于中间，压电层上下两面均覆盖有电极层；压电层共有2层，其材料选用聚乙烯氟化物(PVDF)压电薄膜，覆盖有电极层的压电层粘贴在金属基板层上下两面，振动中的压电振子因压电效应产生的电荷由位于悬臂梁固定端的电极层引出的振子输出端导出。

3.根据权利要求1所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，

两个压电振子的梁厚和质量块重量都不同，两个质量块通过弹簧垂直连接；由于弹簧的连接作用使得固定于同一基座的2个原本独立的单自由度压电振子耦合成一个二自由度振动系统。

4.根据权利要求3所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，不锈钢材质的悬臂梁的厚度范围：0.1mm-1mm；质量块重范围：5g-80g。

5.根据权利要求2所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，压电悬臂梁采用梯形板结构，悬臂梁的固定端宽度大于自由端宽度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，功率调理电路包括2个同步电荷转移模块、电荷汇集电容、DC/DC变换模块和储能器件；2个同步电荷转移模块的输出端均接电荷汇集电容的输入端；电荷汇集电容经DC/DC变换模块与储能器件相连。

7.根据权利要求6所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，同步电荷转移模块包括二极管全波整流桥和电子开关；电子开关采用ADG821，二极管全波整流桥的输入端接输出端子中一路信号，二极管全波整流桥的2个输出端分别接ADG821的电源端和地；该一路信号中的高电压端经第一电阻(R12)接ADG821的选通控制端(IN1)，ADG821的SI端经二极管接电荷汇集电容的正极。

8.根据权利要求5所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，DC/DC变换模块为由电压基准源(U3-2)和电压比较器(U3-1)、开关管(Q3-4)、调压和偏置作用的电阻(R3-R8)以及具有稳压输出功能的DC/DC变换器(U3-3)组成的反馈比较控制开关电路。

9.根据权利要求8所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，电压基准源采用REF191，比较器采用运算放大器AD8502，开关管采用PNP管或N沟道MOS管；DC/DC变换器采用MAX5035或TPS63030。

10.根据权利要求9所述的基于二自由度压电振子的环境振动能量采集装置，其特征在于，储能器件由超级电容与充电电池并联而成。

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