Proceedings of the KIEE Conference (대한전기학회:학술대회논문집)

The Korean Institute of Electrical Engineers (대한전기학회)
권호 표지

Fabrication and characterization of piezoelectric wide band energy harvesters using low frequency vibrations

저주파 진동을 이용한 압전 구동 방식의 광대역 에너지 수확 소자 연구

  • Cho, Hyunok (Department of electronic engineering, Kwangwoon University) ;
  • Halim, Miah A. (Department of electronic engineering, Kwangwoon University) ;
  • Park, Jae Yeong (Department of electronic engineering, Kwangwoon University)
  • 조현옥 (광운대학교 전자공학과) ;
  • 미아 (광운대학교 전자공학과) ;
  • 박재영 (광운대학교 전자공학과)
  • Published : 2015.07.15
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Abstract

본 연구에서는 기계적 충격 방식을 통한 주파수 상향방식을 이용하여 저주파 진동원으로부터 충분한 에너지를 수확할 수 있는 압전 구동 방식의 광대역 에너지 수확 소자를 제작하고 평가하였다. 유연한 외팔보의 진동으로 인한 기계적 충격은 압전 외팔보에 큰 두 번째 힘을 전달한다. 변형률이 커지고 주파수 상향방식을 사용한 결과로 출력 전력과 동작 주파수의 대역폭 또한 향상되었다. 제작된 에너지 수확소자의 질량체 비율은 ${\mu}=5.8$, 스토퍼의 거리는 d = 0.5 mm이며, 17 Hz의 주파수, $30k{\Omega}$의 최적 부하저항에서 $449{\mu}W$의 최대 피크 전력을 전달하였다. 또한 1 g로 가진하였을 때 11 Hz부터 28 Hz의 주파수 대역에서 동작이 가능하였고, 저주파수의 무작위 진동에서도 효율적으로 에너지 수확이 가능하다는 것을 입증하였다.

Keywords