本项目针对微型振动发电机抗冲击能力差、易疲劳等问题,提出了一种基于液体介质的新型静电式微型振动发电机,该微型发电机利用驻极体产生的电场使可变电容极板上产生感应电荷,在外界环境微振动下可变电容器的微液滴介质发生位移变化,从而引起电荷在可变电容器之间的转移,实现将外界环境振动能转换为电能。建立了静电式微型发电机的理论模型,采用COMSOL Multiphysics软件进行了微型化Teflon驻极体电场分布和微液滴在微腔体运动的仿真;突破了机、电、流多场耦合关键技术,完成了微型静电式振动发电机的系统级仿真;完成了基于微液滴介质的微型静电式振动发电机的结构设计;研究了硅基微型静电式振动发电机的MEMS加工工艺;研制出了基于微液滴介质的微型静电式振动发电机的原理样机,对原理样机进行了测试在加速度为2g,负载为1MΩ情况下,工作频率为3Hz,输出电压峰-峰值为1.21V,输出功率为0.73μW。在研究中,申请并获得发明专利1项,发表论文7篇,培养研究生3人,举办国际会议1次。
英文主题词miniaturized electret; micro-droplets; micro-vibration generator;MEMS