处于问题核心的压电式能量收集技术

　　仅需更换一块电池就能避免开心手术，这是外科专家渴望实现的愿望之一。 起搏器电池的平均寿命约七年左右，有时可达十年。 老年人要应付的健康问题已经够多了，因此不必要仅仅为了更换搏器电池就要做这种手术。 任何外科手术都会引起感染、大出血或其它并发症。 例如，对于需要用心脏起搏器矫正心律失常的年轻病人来说，在以后漫长生活中等待他们的将是频繁的手术。

　　因此，自供电起搏器长期以来一直是医疗设备开发人员追求的目标。 将心跳振动转换为电能后为起搏器供电是一个最受欢迎的方法，也是全球许多研究项目的研究课题。

　　

　　图 1：KAIST 正在开发的柔性压电式发电机艺术想像图，它将使自供电起搏器成为现实。 

　　人的心跳可产生最高 30 Hz 的低频振动。 由于收集器制造材料易碎，因此在如此低频下一直很难实现能量收集。 今天的大量研究都是围绕如柔性高分子纳米材料等“智能”材料展开的。 此外，可植入器件需要具有生物相容性，并进行多年测试和专门认证。

　　同时，压电式能量收集技术一般情况下在外部可穿戴设备中的潜力很大。 体育设备和健康监视产品便是很明显的例子。 用于监视人们在跑步、骑自行车和使用体操器械时的心率和心功能的监视器已很普遍。 在医疗领域，手表、手链和补片正在更多地用于监视病人的心脏情况、糖尿病或其它慢性病。 最近以来，谷歌眼镜 (Google Glass) 在医疗保健领域正表现出一定的潜力。

　　本文将回顾最近专门针对压电式心脏起搏器进行的研究开发，并特别介绍所用的材料和宣称的性能。 这种技术在面向工业和消费应用时将如何发展，尤其在可穿戴设备方面，您在阅读本文后将会对此有一定的了解。

　　市面上的压电式能量收集设备的体积越来越小，因此更适用于可穿戴产品。 现在，已有互补性电源管理电路可用来开发利用这些设备。 我们看一个典型的设计方法，该方法基于 Midé Techn