Shake your MEMS

| MicroGen Systems, Inc.

Самостоятельно работающее устройство не может считаться полностью автономным, если в нем требуется менять элементы питания. Питание можно получать от солнечных батарей, энергии ветра или теплового расширения, но что же делать, если устройства нужно установить в месте, где никогда не будет ни солнца, ни ветра? Компания microGEN предлагает микромощные МЭМС-генераторы, которые для получения энергии нужно как следует трясти.

Термин "сбор и накопление энергии" (energy harvesting) появился относительно недавно с распространением автономных малопотребляющих датчиков и сенсоров с беспроводным интерфейсом. Энергия для питания этих устройств добывается из окружающей среды. Однако природные источники крайне непостоянны, поэтому для обеспечения стабильного питания полученная энергия постепенно, малыми дозами накапливается в хранилище – аккумуляторе или суперконденсаторе.

Вибрационные МЭМС-микрогенераторы BOLT-R компании microGEN предназначены для полезного использования энергии вибрации. Их основа – пластинка толщиной 25 – 100 мкм, состоящая из слоев пьезоэлектрика и других материалов и закрепленная одной стороной на основании. На противоположной стороне пластинки прикреплен грузик (см. рис.1). 

МЭМС-виброгенератор без корпуса в сравнении с монетой

Рис.1. МЭМС-виброгенератор без корпуса в сравнении с монетой.

Частотная характеристика получившейся колебательной системы имеет резонансный пик, поэтому компания выпускает модификации виброгенераторов на частоты 100, 120 и 600 Гц, также доступны заказные модификации на любую частоту от 100 до 1500 Гц. Генератор на 600 Гц состоит из двух независимых пластин, которые могут включаться параллельно или последовательно (см.таблицу).

Таблица. Характеристики МЭМС-виброгенераторов BOLT-R

Резонансная частота, Гц

100

120

600

Импеданс*, кОм

1200

1000

85/340**

Ускорение для достижения максимальной мощности, g, не более

0,1

0,5

Максимально допустимое ускорение, g

3

Выходное напряжение, пик*, В

17

19

17/34**

Оптимальная выходная мощность, пик*, мкВт

58

90

900

Диапазон рабочих температур, °С

–40… 85

Размеры, д×ш×в, мм 

15×15×5,8

15×15×3,2

Масса, г

<5

<4

* На резонансной частоте

** При параллельном/последовательном включении генераторов

Где можно применять такие генераторы? В природе довольно сложно найти постоянно вибрирующие объекты, однако их предостаточно в промышленности, автомобилях и прочих механизмах и конструкциях. Энергией вибраций могут питаться всевозможные сенсоры, контролирующие состояние и целостность машин и архитектурных конструкций, выносные датчики и так далее.

МЭМС-виброгенераторы BOLT-R от microGen BOLT-R

О компании

Компания MicroGen – глобальный лидер на рынке микромощных источников питания и микросенсоров для беспроводных и мобильных приложений. Компания была основана в 2007 году в США. Продукция компании изготавливается на фабриках XFAB в США, Германии и Малайзии.