MicroGen公司的压电式MEMS振动能量收集器实现了凌力尔

BOLT™Power Cell 采用凌力尔特的LTC3588-1 压电式

能量收集转换芯片给Dust Networks 微尘供电

美国纽约州罗彻斯特— 2013 年6 月25 日— MicroGen Systems 公司(下称“MicroGen”) 近日于美国伊利诺伊州罗斯蒙特举办的“Sensors Expo and Conference”展览会(会期为2013年6 月5 日至6 日) 上宣布：振动能量收集BOLTPower Cell(见图1) 实现了一款实时无线传感器网络(WSN)，其采用凌力尔特(Linear Technology) 公司的Dust Networks LTC5800-IPM SmartMesh™ IP 片内微尘(观看类似的演示视频短片– 凌力尔特演示)。凌力尔特微尘由MicroGen 的压电式微机电系统(压电式MEMS) 振动能量收集器或微功率发电机(MPG) 技术进行供电。

图1：图中所示为基于MicroGen 压电MEMS的微功率AC 发电机，Power Cell(9V 电池外形) 具有3.3V DC 输出，以及采用一个超级电容器或一个可再充电电池(可使用固态电池或锂离子币形电池) 的插入式Energy Cell 以提供附加的储能容量。

凌力尔特WSN 包括4 个微尘，并采用了高效功率受控型通信的WSN 软件。自供电式微尘由设定在120Hz 典型工业振动级和0.2g (g = 9.8 m/s2) 加速度G 级的电子振动器使能。MicroGen 把这种由振动提供电能的微尘摆放在凌力尔特的展台和X-FAB MEMSFoundry 的展台。这些微尘距离MicroGen 的展台大约20~30 米。这是由一家商业公司完成首个全采用MEMS能量收集进行供电的WSN。

在MicroGen 公司BOLT Power Cell 的内部是一个小型半导体MEMS芯片，其采用类似于计算机芯片行业的工艺进行制造。该芯片是一个面积约为1.0cm2的压电式MEMSMPG，其包括一个含有压电式薄膜的末端质量加载微悬臂。当MPG 的悬臂由于外部振动力的原因而上下弯曲时，将产生交流(AC) 电。在谐振时AC 功率输出达到最大，此时其大约为100μW (在120Hz 和≥ 0.1g) 和900μW (在600Hz 和≥0.5g)。

采用凌力尔特的LTC3588-1 压电式能量收集AC 至DC 转换器时，可将AC 高效地转换为DC。在采集了能量之后，将其暂时存储在一个300μF 的电容器中。Power Cell 的功率输出范围介于25μW 至500μW 之间(在3.3V DC 电压下)，具体数值取决于配置和频率。BOLT Power Cell 可用来实现许多不同制造商的无线传感器微尘。

最低限度，BOLT Power Cell 就是一个电池替换部件，其采用了振动能量，而不是利用对环境有害的材料所产生之化学能源。目的是免除WSN 工业和建筑应用中的主电池或可再充电电池，或延长这些电池的寿命，在此类应用中，若要在安装好的WSN 中以人工方式频繁更换电池，这非常耗费成本。PowerCell 将在介于100Hz 至1500Hz 的5060Hz 谐波下提供。MicroGen 的MPG 和Power Cell 对于低加速度的G 级是非常敏感的。在某一特定的工业特征频率下，当G 级<0.1~0.5g (取决于频率) 时Power Cell 将使能附接的WS 微尘。在量产的情况下，MPG 和Power Cell 的生产成本估计分别为0.50 美元和1.00 美元左右。

凌力尔特Dust Networks 产品组总裁Joy Weiss 指出：“看到MicroGen 为实现自供电型SmartMesh 无线传感器所取得的能量收集技术进步，我感到十分高兴。”

凌力尔特公司波士顿设计中心总监Sam Nork 表示：“在MicroGen的演示中，将其压电式采集芯片与凌力尔特的LTC3588 压电转换器整合在一起，这是可为WSN 应用有效地产生DC 电流的完美搭配。”

MicroGen 的首席执行官Robert Andosca 表示，“能够展示一款可实现凌力尔特SmartMesh 无线微尘的低成本能量收集器解决方案，我们感到非常欣喜。我们的目标是提供具备可被目前市面上所有无线传感器产品所使用的一种压电式MEMS收集器。我们的BOLT Power Cell 是达到这一目标的首个产品实例，其具有一个基于商用MEMS的能量收集发电机组件。”

MicroGen 在6 月的传感器博览会上推出了它们的BOLT 产品线。MicroGen 计划于2013 年夏季末宣布其产品的供货情况。最初，MicroGen 将提供100Hz、120Hz 和600Hz 的MPG 和BOLT Power Cell。如需获得额外的能量存储容量，则可利用(a) 22mF Panasoic 超级电容器、(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固态电池、以及(c) 7.0mA-hr Panasonic 可再充电币形电池来提供插入式BOLT Energy Cell。请登录BOLT 产品网页，该网页包含了至所有MicroGen 产品数据表的链接。

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