基于MEMS技术的三明治型电磁式微振动能量采集器

作     者：王佩红 刘慧婷 杨卓青 戴旭涵 赵小林 WANG Pei-hong;LIU Hui-ting;YANG Zhuo-qing;DAI Xu-han;ZHAO Xiao-lin

作者机构：安徽大学物理与材料科学学院合肥230039 安徽大学计算机科学与技术学院合肥230039 上海交通大学微纳科学技术研究院上海200240 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50977056 51007001) 安徽大学青年科学研究基金资助项目(2009QN005A) 

出 版 物：《纳米技术与精密工程》 (Nanotechnology and Precision Engineering)

年 卷 期：2010年第8卷第6期

页      码：510-515页

摘      要：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13.2μW.

主 题 词：微机电系统 振动能量采集 电磁式 三明治结构 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-6030.2010.06.006

馆 藏 号：203603148...