半導(dǎo)體器件 能量收集和產(chǎn)生半導(dǎo)體器件 第1部分：基于振動的壓電能量收集器 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1半導(dǎo)體器件能量收集和產(chǎn)生半導(dǎo)體器件第1部分：基于振動的壓電能量收集器確定實際使用中的基于振動的壓電能量收集器性IEC60749-5:2017，半導(dǎo)體器件機械和氣候試驗方法第5部分：穩(wěn)態(tài)溫濕度偏置壽命試驗基于振動的能量收集器vibrationbasedenergyh2GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1注：基于振動的壓電能量收集器使用壓電換能器將振動能量轉(zhuǎn)換為電能，它包1所示。壓電換能器包含兩個端子和一個壓電薄膜。激勵振動引起質(zhì)量塊往復(fù)運動，懸掛質(zhì)量塊的彈簧彎曲，注：基于振動的壓電能量收集器如圖2所示。它由質(zhì)量塊、彈簧、阻尼和壓電換能器組成。壓電換能器消耗并轉(zhuǎn)換3GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效質(zhì)量A(t)激勵振動質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)mass-spring-dampin使用有效質(zhì)量、彈簧和阻尼來推導(dǎo)振動能量收集器運m質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)中所有組成部分在振動時使系統(tǒng)產(chǎn)生指定運動壓電換能器piezoelectrictrans壓電效應(yīng)piezoelectrice壓電材料的機械變形使該材料產(chǎn)生成比例變化的電荷壓電常數(shù)piezoelectriccond4GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1機電耦合系數(shù)electromechanicalcouplingcoeffik等效電路equivalentci<基于振動的壓電能量收集器>在共振頻率附近具有與壓電式振動能量收集器相同的感應(yīng)輸出電壓5GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效質(zhì)量R外部負載k機電耦合系數(shù)A(t)激勵振動fo使能量收集器產(chǎn)生最大輸出功率的激勵振動的fo=··························fBWV當(dāng)能量收集器端子沒有連接外部負載時，相6GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1PIRoptτ4基本額定值和特性參數(shù)4.1標(biāo)識和類型7GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-14.2極限值和工作條件值。極限值是保證振動能量收集器發(fā)電工作時不受任何損壞的最大激用電壓表、電流表和LCR表進行測量。為了準(zhǔn)確測量和表征被測件的參數(shù)，應(yīng)使用超高阻抗的儀表。注：將能量收集器安裝在激振器上后，使用儀表或同等設(shè)備測量電氣特性。如8GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1b)使用電壓或電流表測量連接到能量收集器9GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1d)從不同外部負載得出最大輸出電壓和電流DUT：被測件向功率放大器提供指定檢測外部負載兩端的電壓為激振器提供指定水平檢測通過外部負載的電流共振頻率是使能量收集器產(chǎn)生用于子系統(tǒng)/系統(tǒng)應(yīng)用的最大輸出功率時的測量頻率，通常以赫茲表示。能量收集器頻率特性曲線如圖6所示。測量共振頻率時，應(yīng)記錄規(guī)定的測量加速度和外部負載。GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1輸出電壓（V輸出電壓（V）功率54輸出功率（輸出功率（mW）3210頻率（Hz）帶寬是使能量收集器輸出用于子系統(tǒng)/系統(tǒng)應(yīng)用的指定輸出功率的工作頻率范圍。它是頻率響應(yīng)曲線中規(guī)定輸出功率值對應(yīng)的上截止頻率和下截止頻率之間的范圍，通常以fwB=fupper(specified)?flower(specified)··························································(3)fWB——帶寬，Hz；fupper(specified)——上截止頻率，Hz；flower(specified)——下截止頻率，Hz。帶寬是從測量的輸出功率（或電壓）獲得的。當(dāng)測量輸出達到指定值時選擇上截止頻率和下截止開路電壓是在沒有外部負載的情況下因激勵振動而在能量收集器端子上測得的電壓。測量開路電壓的特性曲線如圖7所示，該電壓是連接到能有外部負載連接到能量收集器的端子時，在特定激勵振動下所測量的電壓的有效GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1輸出電壓（V輸出電壓（V）864200100200300400500600700800外部負載（KΩ)輸出電流與能量收集器輸出電壓的函數(shù)關(guān)系如圖8所示。能P=IV························GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1P——輸出功率，W。輸出功率與能量收集器外部負載的函數(shù)關(guān)系如圖9所示。輸出功率（mW輸出功率（mW）外部負載（KΩ)5.2.10最大輸出功率最大輸出功率是在規(guī)定的最大輸入振動下從能量GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1圖10基于振動的壓電能量收集器在各種輸5.2.11穩(wěn)定時間輸出電壓（V輸出電壓（V）················································∫o——激勵振動。阻尼系數(shù)(bm)由能量收集器的激勵振動bm=2?√·······························5.3機械特性GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1向功率放大器提供指定檢測外部負載兩端的電壓為激振器提供指定水平檢測通過外部負載的電流保持DUT的指定溫度值GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1測試在溫度循環(huán)試驗箱中進行，其次，將成品能量收集器放入溫箱中。性能特征由儀表通過低/高濕度測試來評估器件的可靠性。應(yīng)根據(jù)被測件應(yīng)用情況確定此濕度范圍。測試在特定該測試的目的是通過高輸入振動來評估器件的可靠性。應(yīng)根據(jù)被測件應(yīng)用情況確定此振動范圍。首先，進行具有不同加速度的激勵振動的循環(huán)試驗，其次，將成品能量收集器放置在激振器上。性能GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1壓電模式壓電換能器產(chǎn)生與