CAJ | 학술논문

本文中设计了一种结构新颖的三明治型电磁式微振动能量采集器,主要包括上线圈、下线圈和由永磁体与硅基平面镍弹簧构成的拾振系统.上、下线圈的对称性分布有利于充分利用永磁体周围的磁场从而提高整个器件的机械能-电能转换效率.实验样机主要采用MEMS微加工技术制作,其中的硅基平面镍弹簧采用体硅微加工和微电镀技术制作,双层铜线圈采用微电镀和聚酰亚胺绝缘层技术制作.实验样机的体积约为 0.32 cm3.振动特性测试表明,在外界加速度小于8 m/s2时,永磁体振幅随着加速度的增加而增加,在加速度大于8 m/s2以后,振幅几乎不再增加,出现饱和现象.电学特性测试表明,在8 m/s2加速度作用下,单线圈和串联线圈产生的感应电压峰峰值分别为82.5 mV和125 mV,因此,三明治结构的新型设计使得输出电压增加了51.5%.另外,在加速度为8 m/s2、频率为280.9 Hz的外界振动激励下,实验样机产生的最大负载电压和最大负载功率分别为125 mV和13.2 μW.
본문중설계료일충결구신영적삼명치형전자식미진동능량채집기,주요포괄상선권、하선권화유영자체여규기평면얼탄황구성적습진계통.상、하선권적대칭성분포유리우충분이용영자체주위적자장종이제고정개기건적궤계능-전능전환효솔.실험양궤주요채용MEMS미가공기술제작,기중적규기평면얼탄황채용체규미가공화미전도기술제작,쌍층동선권채용미전도화취선아알절연층기술제작.실험양궤적체적약위 0.32 cm3.진동특성측시표명,재외계가속도소우8 m/s2시,영자체진폭수착가속도적증가이증가,재가속도대우8 m/s2이후,진폭궤호불재증가,출현포화현상.전학특성측시표명,재8 m/s2가속도작용하,단선권화천련선권산생적감응전압봉봉치분별위82.5 mV화125 mV,인차,삼명치결구적신형설계사득수출전압증가료51.5%.령외,재가속도위8 m/s2、빈솔위280.9 Hz적외계진동격려하,실험양궤산생적최대부재전압화최대부재공솔분별위125 mV화13.2 μW.