【摘 要】
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为解决传统的电池体积大、寿命短,无法满足无线传感器网络、嵌入式系统等新技术的供能要求这一难题,基于MEMS的能量采集技术可以将环境中的能源采集转换为电能,其寿命长,无须
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为解决传统的电池体积大、寿命短,无法满足无线传感器网络、嵌入式系统等新技术的供能要求这一难题,基于MEMS的能量采集技术可以将环境中的能源采集转换为电能,其寿命长,无须更换,可以实现供能模块和电子器件的集成化和自供能,成为目前的研究热点之一。本文围绕基于MEMS技术制备的压电型微能量采集器展开研究,该器件的工作原理为通过PZT压电材料的压电效应,将振动机械能转化为电能。主要研究内容有:根据环境中振动源频率低于1000Hz的情况,提出悬臂梁加载质量块的结构作为压电材料的载体,并针对d31和d33两种压电模式设计相应的器件结构,通过MATLAB软件解析计算来分析各个结构参数对两种器件输出性能的影响;根据分析结果确定两种器件各自的结构尺寸和工艺制备流程,制备出d31模式的器件样品,对其进行了一系列性能测试,测试结果与解析计算结果吻合较好。最后提出了进一步改进器件性能的悬臂梁串联方案。其中性能最理想的压电型微能量采集器单元在220Hz谐振频率,0.5g加速度的正弦振动环境下,输出交流电压峰峰值达到3.93V,直流电压为
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