用壓電蜂音器收集能量

　　能量收集系統是從環境中獲得能量的系統。不幸的是，這類發電裝置提供的能量要比標準的電池少得多。然而，隨著當今可佩戴設備尺寸和功耗的降低，在一些低功耗系統中，用能夠從用戶所處環境收集能量（如用戶行走和跑動中產生的振動能）的發電裝置替代電池已具有可行性。此設計實例利用標準和易于獲得的壓電蜂音器的壓電效應將機械振動轉化為電能。盡管壓電蜂音器通常是在施加交流電后發出聲波，但也可以反過來利用它，也就是說，在振動頻率與壓電蜂音器共振頻率匹配時，壓電蜂音器可以產生最大的交流峰值電壓供人使用。

　　圖1所示的發電裝置為一個簡單的電路。壓電蜂音器振動時會產生一個交流電壓，必須將此電壓轉化為直流電壓，然后才可以給電容充電。采用四只肖特基二極管構成一個橋式整流器，將交流變為直流。為了保證工作可靠性和高效率，應選擇肖特基二極管，如On Semiconductor公司生產的1N5820 整流二極管。該類二極管具有較低的正向壓降和較低的反向泄漏。
能量收集器通常是長時間收集微量能量，因此收集器一般包括一個超級電容形式的蓄能子系統，如Cooper Busmann公司的PowerStor 0.47F 2.5V 電容。電容值越大，充電所需時間就越長。另一方面，電容值越大，在負載相同的情況下，供電時間也越長。 由于超級電容通常比標準的電解電容電壓低得多，所以必須接一個齊納二極管（如BZX85-C2V7）來防止超級電容兩端的電壓超過其額定最大電壓。接通負載后，超級電容就開始放電，超級電容上的電壓開始下降。為了保證輸出電壓恒定，必須采用一個直/直電壓變換IC（如Maxim的MAX1675）構成3.3V升壓變換器。

圖1，簡單振動能收集電路采用市售壓電蜂音器作為將機械能轉化為電能的發電裝置。

　　這樣有一個額外的好處，就是如果超級電容電壓降低到低于所需工作電壓時，只要超級電容電壓不低于直/直電壓變換器的輸入低限，該電路可以繼續提供穩定的輸出電壓。對于MAX1675，輸入電壓低限為0.7V。