标题: | 静电式微机电振动电能转换器之设计与制造 Design and fabrication of micro electrostatic vibraion-to-electricity generator |
作者: | 朱育杉 邱ㄧ 电控工程研究所 |
关键字: | 微机电;电能;振动;转换器;可变电容;静电式;MEMs;electricity;vibration;generator;variable capacitor;electrostatic |
公开日期: | 2005 |
摘要: | 微机电系统MEMS 是以半导体产业中的平面制造观念为基础的一种整合技术。因为制程及材料大部分都和积体电路(IC)的制造相同,所以微机电系统中的各种感测器或致动器的发展,均以和IC整合而形成智慧型的模组或系统作为最终目标。当微系统的技术越来越成熟时,各种利用微感测器或微传感器所形成的智慧型网路或系统应用也随之而生。在这些应用上,每一个标器或节点的模组都可能有微型独立电源的需求。拜先进的超大型积体电路与CMOS技术所赐,现今这些微系统节点的电能需求已降至数十微瓦的程度。因此利用微机电技术,将环境中的能源转换成电能来使用取代传统电池成为可行且更为长久可靠的方式。 本篇论文中,我们提出了一种静电式微机电振动电能转换器的设计与制造。其运作原理在于,利用由振动驱动的可变电容器的改变,搭配直流电压源,产生交流电流输出。转换器的核心可变电容部分是透过SOI 晶片搭配深蚀刻制程,制造梳齿状电极而成。转换器目标是在3.3V输入电压、一立方公分的体积限制下,设计出可将生活中普遍存在的振动转换为可用之电源供应器。 系统分析及模拟平台已建立来加速元件的设计,元件设计、制作及测试平台亦架设完成。根据设计,转换器在3.3V的输入电压下,输出电能为32.34微瓦(电能密度每立方公分29.6微瓦)。元件成品大小约0.7 1.2 1.3 cm3 。元件测试及量测显示,寄生电容电阻的存在影响了转换器电性,使元件无法理想的运作。但透过振动驱动测试与频率分析得到元件共振频率与振幅,机械特性及制程条件的影响已量测并验证。 |
URI: | http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#GT009212557 http://hdl.handle.net/11536/68534 |
显示于类别: | Thesis |
文件中的档案:
If it is a zip file, please download the file and unzip it, then open index.html in a browser to view the full text content.