利用压电陶瓷片收集电能，给LED供电，是否可行

压电陶瓷致动器外电路是一个容性负载，必须提供供容性负载快速放电的回路

，外电路还有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理（对外加电压而言，每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器），可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式：一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源，其体积小、效率高，但电源输出纹波较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大电源，频响范围宽。

下面我发一份关于压电陶瓷驱动电源的文章，供你参考！

近年来国内对静态压电陶瓷驱动电源的研制取得了一定的进展，但大部分压电陶瓷驱动电源都是由分立性器件组成，结构较复杂，而且容易产生自激振荡，对电源的稳定性会产生影响。而采用高压运放的驱动电源，分辨率能达到mV级，输出纹波较小，不仅提高了电路集成度，而且可靠性也得到加强，因此可用于驱动压电陶瓷致动器。

压电陶瓷致动器驱动电源

1、压电陶瓷致动器对驱动电源的要求

压电陶瓷致动器的驱动电源应具有如下特点：

（1）压电陶瓷致动器的位移输出对外加驱动控制电压的响应速度，主要取决于驱动电源驱动电流的大小，因此驱动电源应具有较大的驱动电流，一般不应小于150mA；

（2）驱动电源的输出控制电压连续可调，对国产压电陶瓷致动器PTBS200系列而言，要求驱动电源输出电压为直流0～200V，连续可调；

（3）为适应高频响应的要求，驱动电源中应具有供容性负载快速放电的回路；

（4）由于压电陶瓷致动器主要应用于微纳米技术领域，所以驱动电源应具有良好的稳定性，其输出纹波电压应控制在很小的范围内；

（5）为实现位移的自动控制，驱动电源最好采用计算机控制。

压电陶瓷致动器外电路是一个容性负载，并有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理（对外加电压而言，每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器），可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式：一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源，其体积小、效率高，但电源输出纹波较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大电源，频响范围宽，从发展趋势来看，其应用前景广阔。

2、驱动电源的设计

根据压电陶瓷致动器对其驱动电源的要求，本设计中的电源采用直流放大式电路。整个电源电路主要由计算机与数据采集卡、运算放大电路和高压电路等几部分组成。高压电路提供220V的直流电压，计算机通过LabView8.5控制数据采集卡产生一定的输出波形，得到0～5V的连续可调控制电压；放大电路实现电压的线性放大和功率放大，输出0～200V连续可调的直流电压，并决定着电源输出电压的分辨率和稳定性，是整个电源的关键。

① 高压电路

由于直流电压的稳定性直接影响驱动电源的稳定性，采用220V输出电压的高压电路，主要部分是将市电交流220V变为+220V直流电压的全桥整流供电电路。

② 波形发生电路

良好的输入波形是电源的关键之一，关系到压电陶瓷的伸缩变化。输入波形信号的频率、幅值可变，信号波形好，畸变小，不仅可以消除压电陶瓷本身的迟滞特性和蠕变特性，也能获得更广泛的应用。由于电压精度要求比较高，使用NI公司的具有16位模拟输入输出的多功能数据采集卡6221将数字量转换成模拟量，输出电压为0～5V，电压分辨率达到5/216，约等于0.076mV。采用LabView 8.5编程可以实现任意波形及缓变直流等输出，灵活性强，能满足各种需要。

③高压放大电路

采用美国APEX公司生产的高压运算放大器PA96和高精度运算放大器OP07串联组成串联负反馈放大电路。PA96是一种高压，大带宽的MOSFET运算放大器，输出电流达到1.5A，输出电压接近300V，安全操作区（SOA）没有二次击穿的限制，通过选择合适的限流电阻，可观察到任何负载下的安全操作曲线。PA96的最大失调电压为5mV，对要求分辨率为10mV以下的压电陶瓷驱动电源，其输入特性不能满足要求。在该电源的线性放大部分采用了PA96和OP07串联的复合放大器，从而使输入失调电压由前置放大器OP07控制。由于复合放大器的输入电压为0～5V，输出电压要求为0～200V，因此复合放大器的放大倍数要求为40。但增益过大会影响运放稳定性，因此选定PA96的闭环放大倍数为31，PA96和OP07串联后共同提供的放大倍数为40。根据放大倍数的分配要求可得：

R1=3kΩ，R2=117Ω，R3=180Ω，R4=6kΩ

由于构成负反馈电路，输出电阻非常小（mΩ级），因此具有很强的带负载能力。R5为限流电阻，其值由公式IL=0.68V/R5=125mA可得，这里为5.4Ω。

3、相位补偿与输出保护

自激现象是影响电源稳定性的一个主要因素。当集成运放的开环增益为一定值时，由于相移过大，电路会产生振荡现象，因此应对集成运放进行相位补偿。通常在输入端和输出端外接补偿元件，进行相位补偿。相位补偿不仅能提高运放的稳定性，还能扩展带宽。电路中PA96一级的闭环放大倍数为31，由此计算出其增益为30，根据PA96的数据资料，确定相位补偿电容值CC=10pF，闭环带宽大约为1MHz。OP07输入端的二极管D1、D2提供差模和共模保护，防止瞬态过压，输出二极管D3、D4可对瞬态过压进行保护，防止瞬态过压损坏OP07的输出。PA96放大器输入端的二极管D5、D6、D7、D8把放大器正负输入端的电压钳位在规定范围内，对运放起保护作用。

对于口渴的人来说，一杯水端来一饮而尽

但如果只是用来湿润口腔和喉咙，那就用不了多少水，一杯可以喝半小时以上

电容器也是一样的道理，如果负载很轻，比如RTC（实时时钟），那么陶瓷电容的储能也能为负载供电相当长的一段时间

电容有很多的用途，用于持续供能只是其中一种

当电容器用于供能时，一般是以下三种情况：1.负载很轻，电流级别，相比之下电容量较大，此时电容器可以当作电池，做短时间的备用电源，相当于小水杯，小口慢慢喝

2.负载不算轻，电流mA，相比之下电容量不算大，电容器为负载供电时间很短，但可以通过频繁切换电容充放电来持续供能，相当于水杯不大，但旁边就有水源随时喝没了随时添水

3.负载重，电流mA、A甚至kA，但电容量极大，电容器还是可以做电源使用

相当于好几个口渴的人喝水，而那水杯容量堪比水桶、水缸

要说明的是，由于电容的充电有限，所以此法只能短时间点亮灯泡，一闪即灭；而且，由于电容的放电电压会逐渐降低，所以灯泡的亮度也会逐渐降低，直至熄灭。

电容屏不是储能元件，充不了电，也基本积累不了静电，所以电容屏不能充电。电容屏是触摸传感器，也基本不耗电。

大众化的电子打火机是压电式，虽然输出的点火电压很高，但是能量不大，如果用点火器对着屏幕放电，基本不会对电容屏造成致命伤，因为在设计时有防静电功能。

这个电容有2个特点：

一是耐压是250V。需要注意的是220V的家用电转成直流时，最高电压达到310V，超过了电容的耐压，就是说，可能会被击穿，造成短路大电流的放电！

二是容量2200uF。这个容量是比较大的，假如用220V的电直接给它通电，瞬间的电流会很大，超过10台电脑同时启动的冲击电流，危险可想而知！

那么怎么给电容充电呢？

1、不可以超过电容的耐压，以免电容被击穿；

2、必须加有限流元件，比如热敏电阻、电感线圈、限流电阻等，以避免大电流冲击；

3、必须加有保护元件，比如应该有保险丝、断路器等；

4、这种电容一般是电解电容，是有正负极性的，绝不可弄反极性，否则立即击穿短路。

5、必须先接好电路，然后通过开关合闸的方式来送电，绝不可用以“碰线头”的方式来尝试。

可不可以充，就看你能否把握住以上这些要点了。

将电容并联在电源两端就可以了，需要注意的是电容额定电压应该大于1.4倍电源电压,防止击穿，如果是有极性的电解电容需要注意极性接法，即电解电容的正极引脚联接电源正极，电解电容的负极引脚联接电源负极，接反了容易击穿爆炸。

对于大容量的情况，同容量的MLCC从造价上可能要昂贵许多，但在高频段（100kHz以上）频率响应和ESR要优异得多，甚至于在数MHz以上的时候，电解电容已经失去了作为电容的意义，整个基本上全部呈现感性。所以这已经不是价格所能衡量的，也就是说MLCC在高频段也是唯一选择。

需要补充说明的是，并不是所有的MLCC都能取代电解（不考虑价格因素），例如MLCC材质上是有区别的，像X8R/S、X7R/S、X5R/S这些是大容量MLCC比较好的选择，而Y5V、Z5U这些在要求不太高的场合可以应用，因为它的容量随温度的变化太大了。至于C0G、N0P这些材质是最稳定的MLCC，但其容量很难做大，基本上10nF（0.01uF）就已经到极限了。

另外，有些在频率补偿方面有要求的，也不是说MLCC就肯定好过于电解，所谓“成也萧何，败也萧何”，正因其毫欧级的极低ESR，会导致放大器的振荡或者振铃（RING）现象，此时用铝电解或钽电容加小容量MLCC是较好的方法。而且，目前就容量上来说，单片MLCC容量能做到100uF以上的好像就只有太阳诱电一家。当然，如果控制器或转换器的频率足够高的时候，对容量也没有过高的要求了。如果实在要求太高容量，那么只能多个电容并联一途，如此一来，MLCC的优势会有所降低。

再补充一个个人浅见，在瞬间大电流冲击方面，由于电解电容的感性成分较高，所以电解电容被瞬间击坏的可能性要相较于钽电容和MLCC小一些，也就是“皮实”一些，当这些电容都并存于板上时，让电解电容离瞬间电流波动较大的位置近一些。

总的来说，随着放大器或控制器的发展，MLCC将会有越来越广阔的应用，甚至整个电路板上可能再也找不到一个电解电容。

当然，事情总有转机，随着聚合物固态铝电解电容的发展，其ESR和温度性能已与MLCC不相上下，甚至在容量上更是大有赶超。固态铝电解在较好的电脑主板上随处可见，其耐大电流和频率响应品质几乎无可替代。唯一不足的是其耐压普遍不高，这大概是由于低压电子对其需求相对较大而致使中高压固态铝电解的发展动力有所不足吧。

陶瓷电容：

用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。

优点：稳定，绝缘性好，耐高压

缺点：容量比较小

电解电容：

电解电容是电容的一种，介质有电解液，涂层有极性，分正负，不可接错。电容(electric

capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。

电解电容器特点一：单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。

电解电容器特点二：额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f（但不能和双电层电容比）。

电解电容器特点三：价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。常见的日系电解电容以nippon

chemi-con、nichicon、rubycon、matsushita、hitachi、yadacon为代表，台系电容则以elect、ost、taicon、teapo、capxon为代表，欧美以elebasic、itedcon、kendeil、cde、bhc，everalpha。