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隨著大規模低功耗集成電路的設計改進，使微型傳感器及低功耗的數字信號處理器的功耗控制在1mW以下得以實現。因此，收集環境中的能量或人力發電為微型傳感器提供電能已成為自供能技術的必然趨勢。根據能量轉換機理的不同，振動-電能的轉換方法可分為電磁式、靜電式和壓電式。其中，壓電發電是利用壓電陶瓷的正壓電效應來實現機械能向電能的轉換，壓電發電裝置通過特殊的壓電材料將環境中振動的能量收集起來，并將其轉換成可替代電池為微電子產品供電的電能。壓電發電裝置具有較高的能量密度，無需外部供電，無電磁干擾，壽命幾乎無限及易實現機構的微小化和集成化等優點，近年來得到了人們更多的關注。
王光慶提出了一種利用壓電疊堆進行機電能量轉換的壓電發電裝置，并建立了該壓電發電裝置的機電耦合分析模型，基于該模型研究了壓電疊堆結構尺寸、材料參數、外力激振頻率和幅值、系統慣性質量及彈簧剛度等對裝置發電性能的影響規律。華盛頓州立大學研制出一種高能量密度微動力源-P3微熱力發動機，其中的關鍵部分是薄膜式壓電發電機。該裝置基于動態熱力發動機原理設計研制，微熱力發動機通過外部熱源驅動，將熱能從外部導入到發動機內，然后，通過二相工作溶液的膨脹和收縮，進而使熱能被轉化為機械能，最后，機械能通過壓電薄膜發電機轉化為電能。袁江波等基于單懸臂梁壓電振子，對環境振動頻率敏感且頻帶有限，在諧振頻率與環境振動頻率不匹配的情況下，會導致壓電振子俘能效率低的問題，設計了一種復合型懸臂梁壓電振子并建立了其振動模型，還采用了激光測振儀對復合型懸臂梁壓電振子進行掃頻測試。
杭州那泰有限元分析公司針對目前的懸臂梁壓電發電裝置的局限性，提出了一種工形壓電發電裝置，并基于ANSYS有限元軟件建立了工形構件有限元分析模型，并對工形構件進行了靜力、模態分析，壓電耦合分析及參數化研究，可用于預測結構的固有頻率、振型、發電性能并提供最優化結構設計。
工形壓電發電裝置采用工形鈑金結構及底座、質量塊結構，包括底座、工形鈑金、質量塊和壓電片，工形鈑金的每個轉角折彎處粘有壓電陶瓷片。工形鈑金的底端與底座焊接在一起，頂端則通過螺栓與質量塊相連。其中，質量塊邊上兩孔剛好穿過底座兩邊的2個立柱，質量塊可在立柱上無摩擦滑動。
對于結構示意圖所示的工形壓電發電裝置，當裝置的底座固定且與工形鈑金連接的質量塊上、下振動時，質量塊的質量和振動慣性力對工形鈑金施加豎直方向的壓力，從而使工形鈑金發生形變，帶動粘貼在工形鈑金折彎處的壓電片變形，進而壓電發電。該結構改進了傳統的懸臂梁壓電振子僅只有在固定端處應變較大，其他地方應變較小，難以粘貼壓電片發電的缺陷。將一塊長板進行多次折彎，形成一個工形鈑金壓電發電結構，這樣每個折彎的地方就相當于原來壓電振子的固定端，會產生較大的應變，從而可在每個折彎轉角處粘貼壓電片，使單位體積內發電量大，更高效地收集環境中的振動能量，與傳統懸臂梁壓電發電裝置相比，具有明顯的優勢和創新。
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