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低功耗电子器件自供电技术 2018.04.11

| 成果概况

对于一个完整的微型能量采集系统而言,大体分为三个模块:能量采集模块、电路模块、储能元件模块。本项目设计了一种微型压电和电容复合振动的能量采集器。采用了新型的复合结构使压电能量采集单元和电容能量采集单元共同感受振动,因此两单元的振动频率相同,可以简化后续所需的整流电路和谐调电路。在压电能量采集单元方面,选择d31作为压电薄膜的压电常数符合其弯曲膜的特性。对压电层进行了蛛网化结构设计,降低了其固有频率,增大了压电层的振幅。同时,在蛛网化结构的中心添加了质量块,大大降低了固有频率,使其更加有可能应用在低频的民用领域。在电容能量采集单元方面,设计了阶梯状的电容极板来最大化电容变化量。在极板表面附着了驻极体以及固体电解质以增大初始电压以及介电常数,增大电容能量采集单元的输出功率密度。


低功耗电子器件自供电技术原理示意图



| 成果成熟度

试验室成果。


| 应用领域及市场前景

设计的微型复合振动能量采集器由于采集环境中的振动能量,其自身拥有几乎无限大的能量密度,因此适用于在不便于更换电源或无法更换电源环境下,为微型器件例如微型传感器或微型实行器供能。本成果可以应用的领域为医学、工业制造业、汽车、航空航天等。


| 合作方式

合作开发。



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