基于MEMS的壓電型微能量采集器的研究.pdf

1、為解決傳統(tǒng)的電池體積大、壽命短，無法滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)等新技術(shù)的供能要求這一難題，基于MEMS的能量采集技術(shù)可以將環(huán)境中的能源采集轉(zhuǎn)換為電能，其壽命長，無須更換，可以實現(xiàn)供能模塊和電子器件的集成化和自供能，成為目前的研究熱點之一。 本文圍繞基于MEMS技術(shù)制備的壓電型微能量采集器展開研究，該器件的工作原理為通過PZT壓電材料的壓電效應，將振動機械能轉(zhuǎn)化為電能。主要研究內(nèi)容有：根據(jù)環(huán)境中振動源頻率低于1000Hz的情況

2、，提出懸臂梁加載質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)作為壓電材料的載體，并針對d31和d33兩種壓電模式設(shè)計相應的器件結(jié)構(gòu)，通過MATLAB軟件解析計算來分析各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對兩種器件輸出性能的影響；根據(jù)分析結(jié)果確定兩種器件各自的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝制備流程，制備出d31模式的器件樣品，對其進行了一系列性能測試，測試結(jié)果與解析計算結(jié)果吻合較好。最后提出了進一步改進器件性能的懸臂梁串聯(lián)方案。 其中性能最理想的壓電型微能量采集器單元在220Hz諧振頻率，0.5g加速