Tunable Nonlinear Power Management Circuit for Wearable Electret Generator

用于可穿戴驻极体发生器的可调谐非线性电源管理电路

• 批准号: 22KK0054
• 负责人: 鈴木 雄二
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0054/
• 关键词: 環境発電; エレクトレット発電機; 非線形電源管理回路; SECE

本研究では，フランス・サヴォアモンブラン大学（USMB）のAdrien Badel教授との国際共同研究を通じて，エレクトレット発電に特化した新規性の高い非線形電源管理回路の開発を目的とする．特に，実際の腕振り運動を入力として，機械的特性と電気特性が強くカップリングする回転型エレクトレット発電機の高電圧交流出力を直流変換する電源管理回路に取り組み，装着者の体格や歩行速度によって変化する機械的入力に対応して動的に電気特性を変化させ，より大きな電力を得ることのできるチューナブルな非線形電源管理回路の開発を目標としている．初年度は，まず，エレクトレット発電機に特化したSECE（Synchronized Electric Charge Extraction）回路をディスクリート素子を用いて試作し，電荷取りだし電極を制御回路用と電力回路用に分離した２相電極を用いて，通常のブリッジ整流回路に対して負荷電圧3 Vにて2.2倍のDC出力を得ることに成功した．また，外部からの加振力が弱いときに発電量の低下を防ぐため，電気的減衰力を弱めるためのSC-SECE回路の試作を行った．さらに，歩行時の腕振り運動だけでなく，日常動作の運動からもより大きな発電量を得るため，回転型エレクトレット発電機とSC-SECE回路を組み合わせた場合の電気機械モデルを構築し，シミュレーションにより電気的減衰力の適切な値について検討を行った．2022年9月には，研究代表者がUSMBを１週間訪問して共同研究について議論し，SECE回路についての共著論文を書き上げた．また，博士課程学生が2022年9月から5ヶ月滞在して，発電機の出力電圧を高速フィードバックして電源管理回路を摸擬するための制御回路（dSpace）のプログラミング方法を習得し，さらにSC-SECE回路のIC化についても議論を行ってきた．

In this study, Professor Adrien Badel of the University of Beijing (USMB) participated in the joint international research program. The purpose of this study is to introduce a new standard for the management of high-end non-shaped power sources. The purpose of this study is to improve the performance of the control loop. The characteristics of the machinery, the mechanical characteristics, the mechanical, the, the. In the beginning of the year, in the year of the beginning of the year, the SECE (Synchronized Electric Charge Extraction) circuit is designed to be used as a device, and the power supply is used to control the use of the power circuit. In general, the rectifier circuit does not load the 3V power supply. The output of the DC is 2.2 times the output of the battery. The power supply is successful. The external vibration is weak. The power supply is low. The power supply is low. The power failure is weak. The SC-SECE circuit is damaged. The wrist vibrates when the car is running. Day-to-day operations do not change the amount of electricity, the power supply is very low, the SC-SECE loop is closed, the electrical equipment is closed, and the failure rate is cut. In September 2022, the representative of the research team, USMB, participated in the joint research and discussion of electrical equipment. In September 2022, students of SECE Loop Management Co., Ltd. have been stranded for five months. in September 2022, they have been stranded for five months. in September 2022, they have been stranded for five months. in September 2022, they have been stranded for five months in September 2022, and their computers have been sent to high-speed power supply management loops. (dSpace) loopback control loops (dSpace) have been successfully tested, and SC-SECE loops have been successfully implemented.

项目成果

Wearable/skin-attached Energy Harvesters with High-performance Amorphous Polymer Electrets

具有高性能非晶聚合物驻极体的可穿戴/皮肤附着能量采集器

• 发表时间: 2023
• 作者: Suzuki;Y.;and Miyoshi;T.,
• 通讯作者: T.,

University of Savoie Mont Blanc/Gustav Eiffel University(フランス)

萨瓦勃朗峰大学/古斯塔夫埃菲尔大学（法国）

Output Energy Evaluation of Wrist-Worn Electret Energy Harvester for Day-Long Activities of Daily Living

腕戴式驻极体能量采集器对全天日常生活活动的输出能量评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyoshi Tomoya;Minegishi Gouki;Suzuki Yuji
• 通讯作者: Suzuki Yuji

France-Japan Workshop on Vibration Energy Harvesting

法国-日本振动能量收集研讨会

• 发表时间: 2022

Repulsive-Torque-Enhanced Wrist-Worn Rotational Electret Energy Harvester

排斥扭矩增强腕戴式旋转驻极体能量采集器

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyoshi Tomoya;Mori Takuma;Suzuki Yuji
• 通讯作者: Suzuki Yuji