压电-电磁协同换能振动能量高效采集硅基微能源器件基础研究
结题报告
批准号:
51675493
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
丑修建
依托单位:
学科分类:
E0512.微纳机械系统
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏淑靖、梁涛、单彦虎、王二伟、刘立、张鹏、胡磊
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中文摘要
能源供给是制约智能电子系统及相关技术发展的关键因素,环境振动能量采集是突破传统电池供电限制的最佳方案。针对振动能量采集普遍存在器件转换效率低、频响特性差和电路寄生损耗大的技术瓶颈,本项目创新性提出压电-电磁协同换能振动能量高效采集的研究思路,围绕振动微能源器件转换效率的最大化,重点开展器件一体化集成、优异频响特性器件设计和低功耗电路构建研究,揭示协同换能机制的能量传递和耗散规律、MEMS微拾振构件的多场耦合频响机制、集成交叉影响的作用规律和能量管理策略等基础科学问题,旨在突破低质量换能材料、单一换能机制、谐振频率偏离和电路损耗等问题对MEMS振动能量采集系统输出功率的限制,实现振动能量转换最大化,为智能电子系统的自供电工作模式提供理论基础和关键技术支撑,具有重要的科学意义和现实价值。
英文摘要
Power supply is the largest barrier for the development of intellectronics system, and vibration energy harvesting is the best solution. The current vibration energy harvesting technology has the low conversion efficiency, the poor resonance frequency and large circuit loss. In this project, a novel collaborative piezoelectric-electromagnetic MEMS-generator for high efficiency scavenging vibration energy has been proposed to enhance the performance of generator. The integration strategy, the device design with good resonance frequency, and the circuit with low power consumption will be mainly investigated. The energy transmission and dissipation mechanism, the resonance frequency of MEMS device in multi-physics field and the interception effect will be illustrated. The goal of this project is to solve the problem induced by low-quality functional material, single conversion method, resonance frequency deviation and circuit loss, and maximize the conversion efficiency of device, which is important to the development of self-power intellectronics system.
针对智能电子系统中能源供给受限难题,系统分析环境振动能量采集技术发展瓶颈。提出压电-电磁一体化集成式振动能量采集器,针对物理场耦合特性及其优化设计、器件一体化集成制造方法、超低功耗能量采集及电源管理电路、器件实现及系统验证四方面展开研究,突破了转换效率低、频响特性差和电路寄生损耗大的难题,相关研究成果在多物理场耦合设计、压电厚膜制备、MEMS工艺优化、低功耗能量采集及电源管理电路等方面起到了关键性作用。
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
DOI:--
发表时间:2019
期刊:测试技术学报
影响因子:--
作者:钱铄;杨子杨;崔丹凤;何剑;穆继亮;丑修建
通讯作者:丑修建
DOI:10.13250/j.cnki.wndz.2018.06.008
发表时间:2018
期刊:微纳电子技术
影响因子:--
作者:胡磊;石树正;孙雅薇;乔骁骏;何剑;穆继亮;丑修建
通讯作者:丑修建
DOI:--
发表时间:2018
期刊:仪表技术与传感器
影响因子:--
作者:马晓鑫;苏淑靖;耿子惠;吴永盛
通讯作者:吴永盛
DOI:--
发表时间:2020
期刊:机械工程学报
影响因子:--
作者:高扬;穆继亮;何剑;陈鸿;穆锦标;安站东;赵新平;丑修建
通讯作者:丑修建
Controlled spalling and flexible integration of PZT film based on LaNiO3 buffer layer
基于LaNiO3缓冲层的PZT薄膜的可控剥落与柔性集成
DOI:10.1016/j.ceramint.2018.12.123
发表时间:2019
期刊:Ceramics International
影响因子:5.2
作者:Zhang Jing;Jia Wei;Zhang Qicheng;He Jian;Niu Xushi;Qiao Xiaojun;Geng Wenping;Hou Xiaojuan;Cho Jundong;Chou Xiujian
通讯作者:Chou Xiujian
全柔性可拉伸压电纳米发电机异质界面电子传输及力-电耦合换能机理研究
  • 批准号:
    51975542
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    丑修建
  • 依托单位:
基于反铁电材料外场诱导相变效应的智能传感与执行机构基础研究
  • 批准号:
    51175483
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    丑修建
  • 依托单位:
基于MEMS技术的反铁电厚膜微悬臂梁场致应变效应研究
  • 批准号:
    60806039
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    丑修建
  • 依托单位:
国内基金
海外基金