MEMS压电阵列振动能量收集器

• 作者: 佘引 尚正国 温志渝 赵兴强 邓丽城
• 来源期刊: 传感技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 微机电系统 振动 能量收集 压电 阵列
• 年，卷（期）: 2014,（8）
• 所属期刊栏目: 传感器研究
• 页码范围: 1033-1037
• 页数: 5页
• 分类号: TM31|TN384
• 字数: 2534字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2014.08.006

摘要

近年来，随着微能源的发展，微型压电振动能量收集器得到了广泛关注，但传统d31模式PZT薄膜微型压电振动能量收集器输出电压普遍较低，难以满足应用需求。为提高微型压电振动能量收集器的输出电压，论文提出了共质量块悬臂梁阵列压电振动能量收集器新结构，该结构包含压电悬臂梁单元组成的阵列和一个质量块，悬臂梁阵列共用质量块。采用有限元方法对该结构进行了优化设计，得到压电悬臂梁单元优化尺寸为3 mm×2.4 mm×0.05 mm，硅质量块优化尺寸为8 mm×12.4 mm×0.5 mm。设计了MEMS压电阵列振动能量收集器加工工艺流程，加工出原理样件。在1 gn 加速度，239.7 Hz谐振频率激励下，测试得到样件输出开路电压有效值为9.16 V；在最优化负载200 kΩ下，负载输出电压有效值为5.51 V，输出功率为151?8μW。