MEMS压电-磁电复合式振动驱动微能源的设计?

• 作者: 丑修建 孔龄婕 杨杰 燕乐 贺婷 陈东红 陈晓勇
• 来源期刊: 传感技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 振动能量采集 压电/磁电效应 MEMS 微能源 ANSYS
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 传感器研究
• 页码范围: 342-346
• 页数: 5页
• 分类号: TN384
• 字数: 2770字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2015.03.008

摘要

在单一效应的MEMS振动驱动微能源的基础上,提出了一种MEMS压电-磁电复合振动驱动微能源器件。该微能源由八悬臂梁-中心质量块结构和永磁铁两部分组成,环境振动使中心质量块振动,PZT压电敏感单元由于压电效应产生电势差；同时中心质量块上集成的高密度线圈切割磁感线产生感应电动势,将压电转换与磁电转换相结合把振动能转换为电能。建立了该结构的数学模型并用有限分析软件Ansys12.0对该器件进行力学特性分析,最后对加工出的微能源进行性能测试。测试结果表明,该微能源谐振频率为8 Hz,易与环境发生共振；在共振条件下,施加1 gn 的加速度,器件压电发电开路输出电压峰峰值达154 mV,磁电发电开路输出电压峰-峰值达8 mV,有望为无线传感网络节点提供稳定的能源。