A MEMS-Based Piezoelectric Power Generator for Low Frequency Vibration Energy Harvesting

A novel power generator has been achieved to convert vibration to electrical energy via the piezoelectric effect. The generator obtained by micro fabrication process mainly consists of silicon based frame and composite cantilever. The prototype tested at resonant vibration generates 1.15μW of effective power to a 20.4-kΩ resistance load. The potential of this work is to offer miniaturization solutions for power generators, and with the proposed method the ambient ubiquitous vibration can be harvested effectively as endless energy source to form an integrated self-powering system.     

AlGaN/GaNHFET逆压电效应抑制技术

基于非对称晶体的逆压电效应(IPPE),通过自洽求解一维Poisson-Schrdinger方程,模拟了AlGaN/GaN HFET在外电场作用下沟道中2DEG浓度的变化,建立了电流崩塌效应的逆压电效应数值仿真模型。理论模拟显示:逆压电效应是引起电流崩塌效应的一个因素。根据GaN欧姆接触的机理,提出采用源漏凹槽的结构减小电场的垂直分量,抑制逆压电效应,减小饱和电流的变化。设计了不同结构的源漏凹槽结构器件,并进行工艺流片验证,得到优化的器件结构,器件的电流崩塌量从15.7%减小到8.9%,验证了理论仿真结果。     

ESEI能量回收接口电路的设计与仿真

具有较大回收功率且回收功率不随负载变化是设计基于压电效应的能量回收接口电路需要考虑的主要因素,标准接口、SECE、串联SSHI、并联SSHI是常用的四种接口电路,其中SECE接口电路的回收功率与负载无关,基于此提出了一种新的压电能量回收接口电路——ESEI(Enhanced Synchronous Charge Extraction and Inversion Interface)接口电路,分析计算了该接口电路在恒定激振位移下的回收功率,并利用电子仿真软件Multisim对ESEI和四种接口电路的回收功率进行了仿真和比较。结果表明当负载大于临界值时,ESEI接口电路的回收功率达到最大值且与负载没有关系,该最大回收功率值约为SECE接口电路的4倍,仅小于并联SSHI接口电路。     

GaN压电效应对载流子浓度的影响

在ＮＨ３源ＧＳＭＢＥ生长的ＧａＮ中观察到较大的双轴张应变．随着张应变的增加光致发光谱带边峰展宽，Ｈａｌ测试得到的背景电子浓度增大．本文应用ＧａＮ的压电效应对此进行了解释．     

基于压电效应的智能控制广场自发电系统

本文介绍了一种基于压电效应的智能控制广场自发电系统,核心技术是通过压电材料的压电效应将机械能转化为电能,并通过能量转换模块和能量储存模块将电能储存于锂电池中,给主控制器模块即Arduino供电,主控制器模块驱动灯光和音频输出模块.整个装置所需的电能都通过压电效应产生,起到节能环保的作用.     

超声波电机的原理与应用

 超声波电机(Ultrasonic Motor，USM )是国外近20年发展起来的一种新型电机。事实上，在超声波电机问世之前，已有以压电效应进行驱动的电机，但其频率并不局限于超声波范围内。早在1984年，威廉和布朗就申请了“压电马达”的美国的专利；1964年，前苏联基辅理工学院设计了第一个压电旋转电机；1970～1972年西门子和松下发明了压电步进电机，不过因为无法达到较大的输出转矩而没能实际应用。1980年日本指田年生研制成超声波压电电动机（即现代意义上的超声波电动机），克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷，使压电电动机进入工业实用阶段。     

极化电压对聚丙烯压电驻极体膜压电性能的影响

压电驻极体是具有压电效应的微孔结构空间电荷驻极体材料,其压电性能与材料的微结构和空间电荷密切相关.本文首先利用压缩气体膨化工艺对聚丙烯(PP)的微结构进行改性,然后利用接触极化方法,研究了极化电压与PP膜空间电荷密度之间的关系,及其对压电性能的影响.结果表明对于极化前厚度为100μm的PP膜,其内部建立有序空间电荷分布的阈值极化电压为2 kV;一旦有序空间电荷建立起来,PP膜即具有压电效应.随着极化电压的提高,PP膜的空间电荷密度逐步增大,压电效应显著增强.当峰值电压为8 kV时,PP膜电极上的电荷密度、准静态压电系数和品质因数FOMv(d33·g33)分别为0.56 mC/m2,379 pC/N和8.6(GPa)-1.PP压电驻极体膜的FOMv比聚偏氟乙烯(PVDF)铁电聚合物膜高2个量级以上,且声阻抗非常低(～0.025 MRayl),因此该压电膜在超声波发射-接收系统或脉冲-回波系统中具有明显的优势.     

压电式空气补气阀技术研究及应用

介绍了一种基于压电双晶片的空气补气阀(ACV)。该压电阀安装于摩托车化油器怠速补气通道,通过现场传感器信号的采集,根据控制策略,利用压电阀的流量特性,实施脉冲宽度调制(PWM)驱动控制,达到国Ⅲ排放要求。该文通过对逆向压电效应、压电方程的理论分析,依据实际的双晶片尺寸,得出空气补气阀的实际位移和力矩,并通过实际的测试,发现在100V、15Hz的PWM控制波形驱动下,该压电补气阀呈现出了良好的稳定性和一致性,满足了电控化油器中对怠速智能补气的需求。     

《超声电机技术与应用》

超声电机是在20世纪80年代迅速发展起来的基于压电效应和超声振动的一种新型微电机.