基于MEMS开关的无源自启动能量管理电路
批准号:
61774096
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
赵嘉昊
依托单位:
学科分类:
微纳机电器件与控制系统
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓峰、李鹏、戴可人、尹亚江、陈贻国、彭天放、李沐华
中文摘要
各类电子信息产品一直无法回避电池面临的寿命、维护、更换等挑战。环境能量收集技术虽然具备克服这些缺点的潜力,但是普遍存在能量收集不稳定、微弱、易受环境影响等问题。因此,目前以压电换能原理为主的环境能量收集系统都必须配备能量管理电路,把收集到的杂乱、微弱的能量进行处理之后,才能对负载供电。而现有的能量管理电路均存在系统复杂、有源耗能、无法自启等问题,严重限制了环境能量收集技术的效能及应用。本项目就是针对能量管理电路的这些问题,开展MEMS开关的静电驱动模型与迟滞比较特性研究,以及基于MEMS开关的能量管理电路的模型研究;采用静电驱动MEMS开关来同时实现判断功能以及执行功能,替代传统的有源器件,研制基于MEMS开关的无源自启动能量管理电路样机及能量收集系统样机;为实现基于MEMS技术的无源自启动能量收集芯片积累技术基础。
英文摘要
All kinds of electronic information products have been unable to avoid the battery life, maintenance, replacement and other challenges. Although the environmental energy collection technology has the potential to overcome these shortcomings, but the prevalence of energy collection is unstable, weak, vulnerable to environmental problems and other issues. Therefore, the current piezoelectric energy conversion system based on the principle of environmental energy collection system must be equipped with energy management circuit, the collection of messy, weak energy after processing, in order to load the power supply. The existing energy management circuit is a complex system, active energy consumption, can not self-Kai and other issues, seriously limiting the efficiency of environmental energy collection technology and application. This project is aimed at energy management circuit of these problems, to carry out MEMS switch electrostatic drive model and hysteresis comparison characteristics of research, and MEMS switch based on the energy management circuit model; the use of electrostatic drive MEMS switch to achieve both the judgment function and the implementation of functions, Replacing the traditional active devices, developed based on MEMS switch passive self-starting energy management circuit prototype and energy collection system prototype; for the realization of MEMS-based passive self-starting energy collection chip accumulation technology base.
大量无线传感器网应用于条件复杂、无人值守的环境,为电池周期性维护及更换带来了极大的困难。环境能量收集技术虽然具备克服这些缺点的潜力,但是普遍存在能量收集不稳定、微弱、易受环境影响等问题。而现有的能量管理电路均存在系统复杂、有源耗能、无法自启等问题,严重限制了环境能量收集技术的效能及应用。本项目针对能量管理电路存在的问题,采用静电驱动MEMS开关替代传统有源器件,研究并设计了基于MEMS开关的新型高效无源自启动能量管理电路。开展了MEMS开关的静电驱动模型与迟滞特性研究,以及基于MEMS开关的能量管理电路的模型研究。设计并搭建了基于静电驱动MEMS开关的环境能量收集系统,并通过实验证明了可行性和自启动功能。当最大功率点电压靠近或在迟滞窗口内,系统的最大转换效率可达76%。利用MEMS开关取代复杂的控制电路,降低了系统的体积和功耗,为实现基于MEMS技术的无源自启动能量收集芯片积累技术基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
An Approach of Inertial Generated Timing Sequence for Bi-Stable MEMS Switches
双稳态MEMS开关惯性产生时序的一种方法
DOI:
10.1109/jmems.2019.2916599
发表时间:
2019-05
期刊:
JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS
影响因子:
2.7
作者:
[边潍, 赵嘉昊, 尤政]
通讯作者:
尤政
A zero static power consumption bi-stable RF MEMS switch based on inertial generated timing sequence method
基于惯性产生时序法的零静态功耗双稳态射频MEMS开关
DOI:
10.1007/s00542-021-05248-7
发表时间:
2022-01
期刊:
Microsystem Technologies
影响因子:
--
作者:
[孙振词, 赵嘉昊, 边潍]
通讯作者:
边潍
A Novel Linear Sparse Array with Reconfigurable Pixel Antenna Elements
一种具有可重构像素天线元件的新型线性稀疏阵列
DOI:
10.1155/2020/3624563
发表时间:
2020-04
期刊:
INTERNATIONAL JOURNAL OF ANTENNAS AND PROPAGATION
影响因子:
1.5
作者:
[李明, 赵嘉昊, 陶青长, 尤政]
通讯作者:
尤政
Low voltage, high speed and small area in-plane MEMS switch
低电压、高速、小面积面内MEMS开关
DOI:
10.1088/1361-6439/ab1635
发表时间:
2019-05
期刊:
JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING
影响因子:
2.3
作者:
[边潍, 赵嘉昊, 尤政]
通讯作者:
尤政
应用于RF MEMS开关的新型减振合金薄膜材料中孪晶行为的研究
-
批准号:51205223
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:25.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:赵嘉昊
-
依托单位:
国内基金
海外基金