MEMS复合式振动能量采集器

张杨键; 伞海生

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MEMS复合式振动能量采集器

论文 | 更新时间：2020-08-12

- MEMS复合式振动能量采集器
- MEMS hybrid power-generator from vibration energy
- 光学精密工程 2009年17卷第6期页码：1262-1266
- 作者机构：
  
  厦门大学萨本栋微机电研究中心,福建厦门 361005
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号： TN384;TN712
- 收稿日期：2009-01-20，
  
  修回日期：2009-04-30，
  
  网络出版日期：2009-06-20，
  
  纸质出版日期：2009-06-20
- 稿件说明：
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张杨键,伞海生. MEMS复合式振动能量采集器[J]. 光学精密工程, 2009,17(6):1262-1266

ZHANG Yang-jian, SAN Hai-sheng. MEMS hybrid power-generator from vibration energy[J]. Optics and precision engineering, 2009, 17(6): 1262-1266.
张杨键,伞海生. MEMS复合式振动能量采集器[J]. 光学精密工程, 2009,17(6):1262-1266 DOI：

ZHANG Yang-jian, SAN Hai-sheng. MEMS hybrid power-generator from vibration energy[J]. Optics and precision engineering, 2009, 17(6): 1262-1266. DOI：

摘要

介绍了一种结合了压电式能量采集与静电式能量采集原理的复合式振动能量采集器。其结构通过有限元分析软件的优化设计

得到了期望的低频共振频率。为了预测这个复合式振动能量采集器的性能

建立了解析模型

在此基础上使用MATLAB/SIMULINK进行了数值模拟。模拟结果显示

在某些特定的频率范围内

这种复合式振动能量采集器能够提供比其他两种能量采集器更高的输出功率。对于固有频率为282 Hz的器件结构

仿真发现复合式设计的输出功率可达4.85 μW

两倍于电容式设计的输出功率2.11 μW。

Abstract

A hybrid vibration-powered microgenerator has been presented by combining the structures of piezoelectric generator and electrostatic generator

and the structure of the microgenerator is optimized by a Finite Element Method(FEM) to obtain the desired low resonant frequency. Then

an analytic model is established to predict the behavior of the hybrid power-generator and a MATLAB/SIMULINK is utilized for the numerical simulation. The simulated results reveal that the hybrid power-generator has a higher output power than those of two energy harvesting mechanisms at a special resonant frequency. For a resonant frequency of 282 Hz

the simulation result shows the output power from the hybrid mechanism is 4.85 μm

which doubles 2.11 μW from the original capacitive mechanism.

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