MicroGen壓電式MEMS振動(dòng)能量采集器致能
[導(dǎo)讀]MicroGen Systems, Inc. ( MicroGen) 日前于美國伊利諾州舉辦的“Sensors Expo and Conference” 展覽會(huì)中宣布其振動(dòng)式能量采集BOLT? Power Cell致能了即時(shí)無線感測(cè)器網(wǎng)路 (WSN)，其采用了凌力爾特 (Linear Technolo
MicroGen Systems, Inc. ( MicroGen) 日前于美國伊利諾州舉辦的“Sensors Expo and Conference” 展覽會(huì)中宣布其振動(dòng)式能量采集BOLT? Power Cell致能了即時(shí)無線感測(cè)器網(wǎng)路 (WSN)，其采用了凌力爾特 (Linear Technology) Dust Networks LTC5800-IPM SmartMesh IP mote-on-chip (類似展示影片請(qǐng)見 Linear Demo)。凌力爾特的mote系由 MicroGen 的壓電式微機(jī)電系統(tǒng) (壓電式 MEMS) 振動(dòng)能量收集器或微功率發(fā)電機(jī) (MPG) 技術(shù)進(jìn)行供電。
凌力爾特的WSN包括4個(gè)mote，并采用高效功率受控通訊的WSN軟體。自我供電式mote是由設(shè)定于120Hz典型工業(yè)振動(dòng)級(jí)和0.2g (g = 9.8 m/s 2 )的加速度G級(jí)電子振動(dòng)器所致能。MicroGen將此種由振動(dòng)提供電能的mote分別設(shè)置于凌力爾特和X-FAB MEMS Foundry的展位，這些mote距離MicroGen展位約20至30公尺，為首次完成采用全MEMS能量收集進(jìn)行供電的WSN。
MicroGen BOLT Power Cell 內(nèi)部為一小型半導(dǎo)體MEMS晶片，其采用類似電腦晶片業(yè)之制程制造，晶片為一約1.0 cm2的壓電式MEMS MPG，其內(nèi)含壓電式薄膜末端質(zhì)量加載微懸臂，當(dāng)MPG的懸臂因外部振動(dòng)力而上下彎曲時(shí)將產(chǎn)生交流(AC)電。在諧振時(shí)AC功率輸出達(dá)到最大，此時(shí)其約為100μW (120Hz和≥ 0.1g時(shí))和900μW (600Hz和≥0.5g時(shí))。
采用凌力爾特的LTC3588-1 壓電式能量采集AC 至DC 轉(zhuǎn)換器時(shí)，可將AC 高效率地轉(zhuǎn)換為DC。在采集能量之后，將暫存在300μF 的電容器中。Power Cell 的功率輸出范圍介于25μW 至500μW 之間(在3.3V DC 電壓下)，具體數(shù)值取決于配置和頻率。BOLT Power Cell 可用以致能許多不同制造商的無線感測(cè)器mote。
以最低限度而言，BOLT Power Cell 便是一個(gè)電池替換零件，其采用振動(dòng)能量，而非利用對(duì)環(huán)境有害的材料所產(chǎn)生的化學(xué)能源，以免除WSN 工業(yè)和建筑應(yīng)用的主電池或可再充電電池、或甚至延長這些電池的壽命，在此類應(yīng)用中，若要在安裝好的WSN 中以人工方式經(jīng)常性更換電池，將耗費(fèi)大量成本。Power Cell 將在介于100Hz 至1500Hz 的50 / 60Hz 諧波下提供。MicroGen 的MPG 和Power Cell 對(duì)于低加速度的G 級(jí)是非常敏感的，在某一特定的工業(yè)特征頻率下，當(dāng)G 級(jí)<0.1~0.5g (依頻率而定) 時(shí)Power Cell 將致能附加的WS mote。以量產(chǎn)計(jì)，MPG 和Power Cell 的生產(chǎn)成本預(yù)計(jì)分別約為0.50 美元和1.00 美元。
凌力爾特Dust Networks 產(chǎn)品部總裁Joy Weiss 表示：「我們很高興看到MicroGen 為實(shí)現(xiàn)自我供電型SmartMesh 無線感測(cè)器在能量采集技術(shù)上的提升?！沽枇柼夭ㄊ款D設(shè)計(jì)中心總監(jiān)Sam Nork 則表示：「在MicroGen的展示中，將其壓電式采集晶片與凌力爾特LTC3588 壓電轉(zhuǎn)換器的整合是為WSN 應(yīng)用有效產(chǎn)生DC 電流的完美搭配。」
MicroGen 執(zhí)行長Robert Andosca 表示：「能夠展示致能凌力爾特SmartMesh 無線mote的低成本能量收集器解決方案相當(dāng)令人欣喜。我們的目標(biāo)是提供具備可被市場(chǎng)上所有無線感測(cè)器產(chǎn)品使用的壓電式MEMS 采集器。BOLT Power Cell 是達(dá)到此目標(biāo)的第一個(gè)產(chǎn)品實(shí)例，其具有基于商用MEMS 的能量采集發(fā)電機(jī)零組件?！?br>
MicroGen在6月的感測(cè)器博覽會(huì)上推出了BOLT?產(chǎn)品線，并計(jì)劃于2013年夏季末發(fā)表產(chǎn)品供貨情況。MicroGen最初將提供100Hz、120Hz和600Hz的MPG和BOLT Power Cell。如需額外的能量儲(chǔ)存量可利用(a) 22mF Panasoic超級(jí)電容、(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固態(tài)電池、以及(c) 7.0mA-hr Panasonic可再充電鈕扣電池來提供插入式BOLT Energy Cell。請(qǐng)參閱BOLT products webpage 了解MicroGen產(chǎn)品資訊。
凌力爾特的WSN包括4個(gè)mote，并采用高效功率受控通訊的WSN軟體。自我供電式mote是由設(shè)定于120Hz典型工業(yè)振動(dòng)級(jí)和0.2g (g = 9.8 m/s 2 )的加速度G級(jí)電子振動(dòng)器所致能。MicroGen將此種由振動(dòng)提供電能的mote分別設(shè)置于凌力爾特和X-FAB MEMS Foundry的展位，這些mote距離MicroGen展位約20至30公尺，為首次完成采用全MEMS能量收集進(jìn)行供電的WSN。
MicroGen BOLT Power Cell 內(nèi)部為一小型半導(dǎo)體MEMS晶片，其采用類似電腦晶片業(yè)之制程制造，晶片為一約1.0 cm2的壓電式MEMS MPG，其內(nèi)含壓電式薄膜末端質(zhì)量加載微懸臂，當(dāng)MPG的懸臂因外部振動(dòng)力而上下彎曲時(shí)將產(chǎn)生交流(AC)電。在諧振時(shí)AC功率輸出達(dá)到最大，此時(shí)其約為100μW (120Hz和≥ 0.1g時(shí))和900μW (600Hz和≥0.5g時(shí))。
采用凌力爾特的LTC3588-1 壓電式能量采集AC 至DC 轉(zhuǎn)換器時(shí)，可將AC 高效率地轉(zhuǎn)換為DC。在采集能量之后，將暫存在300μF 的電容器中。Power Cell 的功率輸出范圍介于25μW 至500μW 之間(在3.3V DC 電壓下)，具體數(shù)值取決于配置和頻率。BOLT Power Cell 可用以致能許多不同制造商的無線感測(cè)器mote。
以最低限度而言，BOLT Power Cell 便是一個(gè)電池替換零件，其采用振動(dòng)能量，而非利用對(duì)環(huán)境有害的材料所產(chǎn)生的化學(xué)能源，以免除WSN 工業(yè)和建筑應(yīng)用的主電池或可再充電電池、或甚至延長這些電池的壽命，在此類應(yīng)用中，若要在安裝好的WSN 中以人工方式經(jīng)常性更換電池，將耗費(fèi)大量成本。Power Cell 將在介于100Hz 至1500Hz 的50 / 60Hz 諧波下提供。MicroGen 的MPG 和Power Cell 對(duì)于低加速度的G 級(jí)是非常敏感的，在某一特定的工業(yè)特征頻率下，當(dāng)G 級(jí)<0.1~0.5g (依頻率而定) 時(shí)Power Cell 將致能附加的WS mote。以量產(chǎn)計(jì)，MPG 和Power Cell 的生產(chǎn)成本預(yù)計(jì)分別約為0.50 美元和1.00 美元。
凌力爾特Dust Networks 產(chǎn)品部總裁Joy Weiss 表示：「我們很高興看到MicroGen 為實(shí)現(xiàn)自我供電型SmartMesh 無線感測(cè)器在能量采集技術(shù)上的提升?！沽枇柼夭ㄊ款D設(shè)計(jì)中心總監(jiān)Sam Nork 則表示：「在MicroGen的展示中，將其壓電式采集晶片與凌力爾特LTC3588 壓電轉(zhuǎn)換器的整合是為WSN 應(yīng)用有效產(chǎn)生DC 電流的完美搭配。」
MicroGen 執(zhí)行長Robert Andosca 表示：「能夠展示致能凌力爾特SmartMesh 無線mote的低成本能量收集器解決方案相當(dāng)令人欣喜。我們的目標(biāo)是提供具備可被市場(chǎng)上所有無線感測(cè)器產(chǎn)品使用的壓電式MEMS 采集器。BOLT Power Cell 是達(dá)到此目標(biāo)的第一個(gè)產(chǎn)品實(shí)例，其具有基于商用MEMS 的能量采集發(fā)電機(jī)零組件?！?br>
MicroGen在6月的感測(cè)器博覽會(huì)上推出了BOLT?產(chǎn)品線，并計(jì)劃于2013年夏季末發(fā)表產(chǎn)品供貨情況。MicroGen最初將提供100Hz、120Hz和600Hz的MPG和BOLT Power Cell。如需額外的能量儲(chǔ)存量可利用(a) 22mF Panasoic超級(jí)電容、(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固態(tài)電池、以及(c) 7.0mA-hr Panasonic可再充電鈕扣電池來提供插入式BOLT Energy Cell。請(qǐng)參閱BOLT products webpage 了解MicroGen產(chǎn)品資訊。
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