微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究  被引量:6

Design and electromagnetic property simulation of micro electromagnetic vibration energy harvester

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作  者:王佩红[1] 戴旭涵[1] 方东明[1] 赵小林[1] 

机构地区:[1]上海交通大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室

出  处:《合肥工业大学学报(自然科学版)》2008年第4期518-521,526,共5页Journal of Hefei University of Technology:Natural Science

基  金:国家自然科学基金资助项目(50405013);863计划资助项目(2006aa04z360);微米/纳米加工技术国家级重点实验室(上海交通大学)基金资助项目(9140C790301060C79);上海市科委重点实验室基金资助项目(05dz22309)

摘  要:为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值。根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm。该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633μW。This paper describes the design and simulation of a micro electromagnetic vibration energy harvester. Finite element simulations are carried out to determine an optimum structure. Electromagnetic FE simulations using the software Ansoft Maxwell 2D have showed that with the increase of thickness of the permanent magnet and amplitude of the cantilever and the decrease of the distance between the cantilever and the permanent magnet, the output voltage increases, and that during the increase of the radius of the permanent magnet, the output voltage has a maximum. Based on the optimization principles, a model with the following structure parameters is designed: the thickness and radius of permanent magnet are 1 mm and 2 mm, respectively, the amplitude of the cantilever is 1 mm, and the distance between the permanent magnet and the cantilever is 1.02 mm. The maximum output voltage and output power of the model are 26 mV and 5. 633 μW, respectively.

关 键 词:半导体技术 电磁式振动能量采集器 结构优化 计算机仿真 输出特性 

分 类 号:TN320.0[电子电信—物理电子学]

 

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