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医療・介護IoTデバイスのためのMEMS振動型エナジーハーベスタによる電力伝送

使用 MEMS 振动能量采集器进行医疗/护理物联网设备的电力传输

基本信息

批准号：
22K04897
负责人：
藤田孝之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04897/
关键词：
エナジーハーベスタ MEMS 電力伝送

项目摘要

外部からの与えられた交流磁界によって励振される振動型MEMSエナジーハーベスタの高性能化を図るものであるが，外部磁界による力の発生方向は，装着者（患者等）の姿勢に依存するため一義に規定できない。一方で振動型エナジーハーベスタは片持梁やバネ-マス振動機構を有する構造のため，励振加速度に対する発電方向を制限した設計が一般的である。このため本研究では，バネ構造の最適化により，無指向性の外部磁界によって単方向発電デバイスを動作させる無指向性振動型エナジーハーベスタを模索し，低周波磁界による励振をより高効率な高周波振動に変換する周波数アップコンバート機構の実装を目指す。本年度は，片持ち梁構造の圧電式エナジーハーベスタ（PZT薄膜10μm厚，１mm幅，3.3mm長の短冊が８直列の形状）の先端マスに4mm x 10mm x 2mmの直方体ネオジム磁石を固定し，外部から交流磁界で駆動するプロトタイプを作製した。駆動には空芯コイルを500mArmsを用い，伝送距離5cm，共振状態で100 マイクロW以上の電力伝送に成功した。開放電圧も3Vrms以上であり，十分に整流可能な範囲である。

The external magnetic field is different from that of the alternating current magnetic field. The vibration type of MEMS equipment is different from that of the external magnetic field. The external magnetic field is sensitive to the direction of the force, and the device (patient, etc.) depends on the attitude of the device. One side of the vibrating machine is used to hold the beam, the vibration machine is equipped with the vibration machine to create the vibration machine, and the vibration acceleration machine is designed to limit the direction of the machine. The purpose of this study is to make the most effective equipment, the direction of the external magnetic field, the direction of the external magnetic field. This year, the end of the PZT film is 10 μ m thick, 1mm thick, 3.3mm long short and 8 in-line shape. This year, the end of the film is 4mm x 10mm x 2mm. The magnet is fixed, and the external AC magnetic field is used. The air core will not be used for 500mArms, and the 5cm will be sent away. The resonant power supply will be more than 100 kW, and the power supply will be successful. If you turn on the electrical equipment 3Vrms or above, the rectifier may be in a high temperature range.