應(yīng)增加有效的機(jī)電耦合系數(shù)Κ以提供最佳的輸出功率cK可以用材

料特性和系統(tǒng)幾何尺寸來(lái)表示�；谝唤M略有不同的符號(hào)表示,分別給出了用于靜電和電磁能量采集器的表達(dá)式[5:]。對(duì)于靜電能量采集器,Κ通過(guò)最大化極化電壓和振動(dòng)引起的單位位移的電容變化(由于這個(gè)原因使用梳齒驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì))來(lái)優(yōu)化。在采用電磁換能的能量采集器的情況下,具有小電感的線圈是必不可少的,并且應(yīng)該最大化單位位移質(zhì)量塊線圈的磁通量的變化。對(duì)于壓電復(fù)合材料彎曲結(jié)構(gòu),通過(guò)使用具有較大壓電常數(shù)的材料,并通過(guò)實(shí)現(xiàn)載體材料的厚度與壓電材料的厚度之間的比率來(lái)優(yōu)化K。在本章參考文獻(xiàn)[⒍]中,Κ值范圍從基于MEMS的AlN采集器的0�！薜交谔沾蒔ZT的0.3。這個(gè)事實(shí)表明,基于彎曲結(jié)構(gòu)的陶瓷PZT更適合于能量采集。然而并不是這樣,因?yàn)檫@些器件的品質(zhì)因數(shù)小于基于MEMS技術(shù)的AlN采集器的品質(zhì)因數(shù)。使用MEMS制造的壓電采集器可以獲得數(shù)百到數(shù)千的范圍內(nèi)的品質(zhì)因數(shù)[59],而使用基于彎曲陶瓷PZT獲得的品質(zhì)因素Qm通常小于100。

 OPA2244UA/2K5

   在發(fā)電量方面,假如Κ和Qm假定是相同的,3個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)制是等價(jià)的c但是,當(dāng)考慮制造技術(shù)時(shí),結(jié)論不再有效。相對(duì)的傳統(tǒng)工藝制造的大器件,電磁轉(zhuǎn)換通常被優(yōu)先選擇,因?yàn)橄嚓P(guān)的制造工藝便宜且良好。對(duì)于通過(guò)MEMS技術(shù)制造的小型化器件,情況并非如此。從與硅技術(shù)兼容的工藝制程的互連觀點(diǎn)看,磁性材料是有問(wèn)題的。這個(gè)微機(jī)械線圈的設(shè)計(jì)也不明確c從這個(gè)方面看,靜電和壓電系統(tǒng)(基于IC工藝兼容的材料,例如氮化鋁)更便于實(shí)現(xiàn)。通常,這種MEMS能量采集器的質(zhì)量m從數(shù)十到數(shù)百mg,諧振角頻率ω0的范圍從500~10OO0rad/s。通常遇到的Κ和Qm的值已經(jīng)在前面提到了。