适用于物联网的电磁和压电复合式低频振动能量采集器

本项目针对物联网中大量应用的无线传感器节点的供能问题,提出了采用微加工技术制备基于电磁和压电电磁复合式低频振动能量采集器的集成供能平台。在结构设计上创新地提出电磁和压电复合式的能量转换结构，并创新的采用几种新型升频结构来提高输出效率，包括重复单元的倍频提升技术、振动梁的频率突变技术、大范围的频率拓展技术等。为了提高能量采集器在低频下的输出功率，通过理论计算和仿真模拟，对器件尺寸，磁场分布等参数进行优化，从而实现低频下的高效能量采集器。在加工技术上，采用电镀磁性材料技术，解决磁性材料制备与CMOS微加工兼容这一工艺难题，从而实现低频下的高效能量采集器。这种能量采集器具有工艺兼容性强、易于系统集成、可批量加工、输出功率高、应用范围广、成本低廉等特点，在物联网及相关领域具有广阔的应用前景。

本项目针对物联网中大量应用的无线传感器节点的供能问题, 提出了采用微加工技术制备基于电磁、压电、摩擦及三者复合的低频振动能量采集器的集成供能平台。在结构设计上创新地提出电磁和压电复合式的能量转换结构，并创新的采用几种新型升频结构来提高输出效率，包括重复单元的倍频提升技术、振动梁的频率突变技术、大范围的频率拓展技术等。为了提高能量采集器在低频下的输出功率，通过理论计算和仿真模拟，对器件尺寸，磁场分布等参数进行优化，从而实现低频下的高效能量采集器。在加工技术上，采用电镀磁性材料技术，解决磁性材料制备与 CMOS 微加工兼容这一工艺难题，从而实现低频下的高效能量采集器。这种能量采集器具有工艺兼容性强、易于系统集成、可批量加工、输出功率高、应用范围广、成本低廉等特点，在物联网及相关领域具有广阔的应用前景。.根据以上任务要求，本项目从以下三个方面展开，并取得了优异的成果。.首先，对复合能量采集器进行系统仿真：通过仿真获取复合能量采集器的关键参数，利用这些参数提升能量采集的效率。.其次，探索微加工制备能量采集器的关键工艺方法：通过加工工艺的实验探索，得到了高效、可靠制作能量采集器的关键微加工工艺方法，为大规模、高可靠的能量采集器的制备奠定了基础。.最后，制备多种采集方式耦合的能量采集器：集合多种能量采集方式的优点，在提升单一能量采集方式效率的基础上，制备了多种采集方式耦合的能量采集器，提升能量采集的性能。