CN1202014A - 具有连到振动源的压电元件的压电发生器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种利用车辆发动机机械振动能产生电的压电发生器。包括压电元件和存贮压电元件产生的电能的电路。每个压电元件具有压电薄膜和压电薄膜的支持部件。把剩余压力施加到支持部件,以使压电元件向上弯曲。设置DC/AC转换器,把压电元件产生的直流电转换成交流电,设置变压器和二极管,防止从蓄电池放电。当发电机振动时,压电发生器将浪费的机械振动能有效地产生电能,并且把电能用在电***中。

Description

具有连到振动源的压电 元件的压电发生器 及其制造方法

本发明涉及压电发生器及其制造方法，特别是涉及利用连到机械振动源的压电元件产生电的压电发生器及其制造方法。

压电存在于一组特殊的晶体中，其伴随有正压电效应和反压电效应。正压电效应是把力或者应力加到材料上时在压电材料中产生电荷的效应，反压电效应是当电流通过材料时使压电材料形成形变的效应。因此，利用压电效应把机械能转换成电能或者反过来由电能转换成机械能。正压电效应广泛地用在传感器方面，通过电流变化来检测机械变化，反压电效应主要用在执行机构的工作原理方面。

由于发现了压电材料的压电性，则开发了利用正压电效应检测机械变化的传感器，例如，由NaKaYama Shiro等出版的美国专利US.NO.4924131公开了上述传感器，题目名称为“压电加速传感器(Piezoelectric AccelerationSensor)”。Shiro传感器包括压电聚合物薄膜元件和膜片，利用压电元件的形变产生的电流检测施加到膜片的加速度。利用压电性的上述传感器的许多其它例子，由Miura Shinsuke等的美国专利U.S 4904499公开，题目是“检测液体粘度和比重的器件(Device for Detecting Viscosity or Specific Gravity ofLiquid)”，也由Holm-Kennedy James W.等的美国专利NO.5083466公开，题目是“多维压力传感器(Multidimensional Force Senor)”，还有诸如此类的文献公开。

同时，例如利用压电元件检测敲击和振动的上述传感器由下述专利公开，即Takeuchi Tadashi等的美国专利US.NO 4672839，题目是“振动传感器(Vibration Sensor)”Entenmann Robert等转让给Robert Bosch Gmbh的美国专利US.NO.46660410，题目是“敲打传感器(Knock Sensor)”，以及诸如此类的文献。

最近，对利用施加到压电元件上的压力产生有用电能的压电发生器进行了各种研究，以便积极地利用正压电效应。例如，Cero Jr.Joseph T.等的美国专利US.NO.5341062，题目是“压电能量发生器(Piezoelectric EnergyGenerator)”公开了上述的压电发生器。Charles G.Triplett的美国专利US.NO4504761，题目是“安装在车辆上的压电发生器(Vehicular Motunted PizoelectriGenerator)”，公开了装配到车辆轮胎上的压电发生器，和在车轮转动期间利用施加到轮胎上的压力产生电。此外，David.B.Chang的美国专利US.NO.5223763，题目是“风动力发生器和测速仪(Wind Power Generator andVelocimeter)”公开了通过旋转在压电元件中产生电的压电发生器。

图1表示装有Triplett压电发生器的轮胎。参见图1，Triplett压电发生器包括连到轮胎20内壁上表面多个压电元件12和用于给电元件12加应力和使其变形的应力部件14的压电阵列。当车辆在道路上行进时，应力部件14和相应的压电元件12相互接触，并且把应力加到压电元件12上，由此，在压电元件12上产生电。压电元件12和蓄电池或者车辆的电力***相连。

图2表示Chang压电发生器，其用风发电。参见图2，Chang压电发生器包括引导风流动的导管30和形成旋转流动的挡板40。彼此之间保持预定距离的多个压电元件50A到50F顺次地位于风流动路线上。当通过旋转使压力施加到压电元件上时，则在压电元件50A到50F上产生电。

但是，尽管它们有用，但是对于把机械能转换成电能的压电发生器，没有进行多方面的研究。此外，由于制造电元件困难，压电发生器效率不高，为了实际应用压电发生器，还有很多问题要解决。

因此，本发明的目的是，提供利用机械振动源产生电的压电发生器。

本发明的另一个目的是提供有效地发电的压电发生器。

本发明又一个目的是提供制造上述压电发生器的制造方法。

为了实现本发明的上述目的，压电发生器，包括：多个压电元件，它设置在连到机械振动源的基片上，由机械振边源的振动能量产生电能，每个压电元件包括压电薄膜和形成在压电薄膜下侧的支撑部件，支撑部件具有由于机械振动源振动随压电薄膜一起变形的变形部分，还有和变形部分一侧形成在一起的支撑部分，用于支撑压电薄膜和变形部分；还包括电路部分，用于存贮蓄电池中压电元件产生的电能。

按照本发明的一个方案，支撑部件的变形部分和支撑部分分别基本上是立方体形状，压电薄膜的长度和变形部分比支撑部分的长度较长，使压电元件基本上作为压电支架。把剩余的压力加到压电元件上面，使压电元件的自由端向上弯曲。压电薄膜由选自ZnO、PZT、PLZT组的材料构成，支撑件由氮化物构成。第1电极形成在压电薄膜的底部，第2电极形成在压电薄膜的顶部，以便把压电元件产生的电能转换到蓄电池中。第1和第2电极由选自铂、钛、钛化铂组中的材料构成。各压电元件和基片相连，通过表面微加工来制造压电元件。

按照本发明另一方案，电路包括：和压电元件电连接的第1导线，一面和压电元件电连接而另一面接地的第2导线，在一侧面和第1导线电连接而在另一侧面接地的高压线圈，两面和蓄电池正负电极电连接的低压线圈。在电路中与第1导线连接有DC/AC转换器，用于把压电元件上产生的直流电流转换成交流电流。在电路的蓄电池和转换器之间，设置二极管，用来防止蓄电池通过转换器进行放电。

制造压电发生器的方法，包括下列步骤：在与振动源相连的片子上形成多个压电元件，用来由振动源的振动能量产生电路，形成压电元件包括下列步骤-(i)形成压电薄膜，它包括位于压电薄膜下面的第1电极和位于压电薄膜上面的第2电极，(ii)形成支撑部件，具有由振动源振动激励的激励部分，位于在具有第1电极和第2电极压电薄膜下面，具有支撑部分，和激励部分形成一个整体，用来支撑激励部分和压电薄膜；形成电路，用于把由压电元件产生的电能贮存到蓄电池中。

按照本发明的压电发生器，利用被浪费的机械振动能产生有用的电能。此外，通过选择基片上压电元件的形状、大小和特性，能有效地产生电，从而使压电元件产生电荷的量最大。另外，利用压电发生器中设置的电路，有效地把压电元件中产生的电能贮存在蓄电池中。

通过参见附图详细地叙述优选实施例，本发明的上述目的和其它优点将显而易见。

图1是表示其上装配有压电发生器的轮胎简图。

图2是表示用风发电的常规压电发生器的简图。

图3是表示按照本发明压电发生器基本概念的简图。

图4是表示按照本发明用于车辆发动机的压电发生器的简图。

图5是表示用于图4所示压电发生器的压电元件的透视图。

图6是表示用于分析如图5所示的压电元件振动特性的简单机械模型的简图。

图7A到图7C是表示如图5所示的压电支撑元件固有频率ω_n的曲线图。

图8是表示如图5所示的压电元件产生电荷量的曲线图。

图9是表示在硅片上能制造的压电元件数量N的曲线图。

图10是表示在具有预定区域的基片上形成的压电元件中产生电荷总量的曲线图。

图11A到图11D表示如图5所示压电元件的制造的步骤。

下面，参照附图，详细地说明按照本发明的优选实施例的压电发生器及其制造方法。

图3是表示按照本发明的压电发生器基本原理的简图。把按照本发明的优选实施例的压电发生器200连到车辆发动机等的机械振动源100上。当振动源100振动时，压电发生器200的压电元件变形，由压电元件产生电能。压电发生器200和蓄电池150相连，在蓄电池中贮存压电元件产生的电能。

图4是表示设置在车辆发动机上的按照本发明的压电发生器。参看图4，本发明的压电发生器200包括多个压电元件205和用于把压电元件205产生的电能存贮在电池150中的电路。多个压电元件205设置在和发动机上部相连的基片上。在交流发电机110动作期间，发动机100通过皮带驱动装置和常规的交流发电机110相连。交流发电机110减少车辆的运行输出，所以当电***不需要电时或电池充满电时，交流发电机不由发动机100驱动而只处于空转状态，相反，由于压电发生器200利用发动机100振动所浪费的机械能，所以在其工作时不减少车辆的运行输出，压电发生器200在交流发电机之前或与交流发电机一起运作。

如图4所示，电路105包括DC/AC转换器130，变压器140，二极管150。压电元件205是电连接到第1和第2导线148和154。第1和第2导线148和154分别依次电连接到DC/AC转换器130和地端。由压电发生器200产生的直流电流加到DC/AC转换器130，转变成交流电流。DC/AC转换器130通过第3导线132，电连接到变压器140的高压线圈142。高压线圈142通过第4导线146接地。利用DC/AC转换器130转换的交流电流通过高压线圈142。利用第5和第6导线152和154，变压器140的低压线圈144电连接到蓄电池150的正负电极。

第6导线156中设置有二极管160，二极管160的正负电极分别和蓄电池的负电极和低压线圈144相连。二极管160防止由蓄电池150来的电能通过变压器140进行放电。

低压线圈144的第5导线152和蓄电池150的正电极定义第1联结节点CN₁，二极管160的正电极和蓄电池150的负电极定义第2联结点CN₂，交流发电极110的第1和第2输出导线112和114电连接到第1和第2联结节点CN₁和CN₂上。电***120的电源线电连接到第1和第2联结节点CN₁和CN₂上，以便为电***120提供电源。

图5表示用于本发明压电发生器的压电元件。按照图5，压电元件205包括：压电薄膜210，形成在压电薄膜210底部上的第1电极213，相应第1电极213并形成在压电薄膜210顶部的第2电极215，形成在第1电极213底部的支撑部件220，用来支撑压电薄膜210。压电薄膜210基本上是立方体形状，长为L，厚为T₁，宽为B。利用诸如ZnO，PZT[Pb(Zr，Ti)O₃]或者PLZT[(Pb，La)(Zr，Ti)O₃]这样的压电材料形成压电薄膜。最好利用PZT形成压电薄膜220。PZT是由锆酸铅(PbZrO₃)和钛酸铅(PbTiO₃)组成的完整的固溶体。立方结构的PZT在高温时呈仲电相，根据Zr和Ti在室温的组分比例，正交晶系结构的PZT是处于反铁电相，三角晶系结构PZT处于铁电相，四方晶系结构PZT处于铁磁相。

利用诸如铂(Pt)，钽(Ta)或者铂-钽(Pt-Ta)导电金属形成第1和第2电极213和215。第1和第2电极213和215传输压电薄膜210中产生的电荷。

支撑部件220支撑其上形成有第1和第2电极的压电薄膜210。利用氮化物形成支撑部件220。支撑部件220基本上为L形横截面，包括连到压电薄膜210的变形部分220A，它通过发动机100的振动和压电薄膜210一起变形，还包括位于变形部分220A侧面的和变形部分220A形成整体的并支撑连到压电薄膜210的变形部分220A的支撑部分220B。变形部分220A基本上是立方形的，长度为L，厚度为T₂，宽度为B；支撑部分220B，基本上为立方形状，长度为L₂，厚度为T₂，宽度为B。如图5所示，可变形部分220A的长度L1比支撑部分220B的长度L₂长，所以压电元件205的压电支架长度为L₁，厚度为T_c，宽度为b。

最近，OMRON公司的M.Sakate等建议用下列方程式测量如图5所示形状的压电元件205的压电系数： $d_{31}=\frac{4L{1}^{3}Q}{3B{T}_c\mathrm{E\δ}{L}^2}\…\…\left(1\right)$ 其中，d₃₁是表示压电元件的压电系数，

L₁表示压电支持元件的长度，

Q表示压电元件产生的电荷量，

B表示压电支撑元件的宽度，

T_c表示压电支撑元件的厚度，

δ表示压电薄膜的形变，

L表示压电元件的总长度。

在方程式(1)中，电荷量Q是在测量压电元件205压电系数时，由电荷放大器检测的电荷量，其测量结果是： $Q=\frac{3B{T}_c\mathrm{E\δ}{L}^2{d}_{31}}{4{L_1}^3}\…\…\left(2\right)$

如方程式(2)所示，电荷量Q和压电系数d₃₁成正比，最好压电系数d₃₁尽可能的大，以便使电荷Q最大。按照本发明优选实施例的压电发生器，压电薄膜210是由具有80pC/N到220pC/N之间相对较大的系数的压电材料组成压电薄膜210。

由于支撑部件220的支撑部分220B的长度L₂比压电元件205的总长度L足够的短，可以假定长度L₁等于长度L，以便简化分析。此外，假定压电系数d₃₁为100pC/N，用作常规计算。

在方程式(1)中，假定压电薄膜210的厚度T₁比支撑部件220的厚度T₂足够的小，压电薄膜210的杨氏模量忽略不计。然而，通过对本发明压电元件205的振动分析，分别形成在压电薄膜210顶部和底部的第1和第2电极213和215的厚度忽略不计，压电薄膜210的厚度T₁不能忽略，在方程式中使用二层的等效杨氏模量。

二层的等效杨氏模量如下所示： $\mathrm{Eeq}=\frac{{E\ln }^3+E2}{n^3+{3n}^2+3n+1};n=\frac{\mathrm{\π}}{T_2}\…\…\left(3\right)$

其中，E₁表示压电薄膜210的杨氏模量，

E₂表示支撑部件220的杨氏模量，

图6表示用于分析本发明压电元件振动特性的简单机械模型。参见图6，压电支持元件205的机械模型包括块m的块状体，弹簧系数为K的弹簧，阻尼系数为c的阻尼器。弹簧和阻尼器平行地和块状体相连。

当机械模型的机械振动源把外力F＝Asin(wt)加到块状体上时，块状体的运动方程如下所示： $m\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dt}}^2}+c\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{kx}={\mathrm{mA\ω}}^2\left(\mathrm{sm}\left(\mathrm{wt}\right)\right)\…\…\left(4\right)$ 其中，x表示块状体的位移

A表示振动源的振幅

ω表示振动源的频率

t表示经过的时间

方程(4)的解如下： $x\left(\mathrm{\γ}\right)=\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{A\γ}}^2}{(1-{\mathrm{\γ}}^2)+{\left(2\mathrm{\ξ\γ}\right)}^2}\…\…\left(5\right)$ 其中ξ表示压电元件205的阻尼系数，

γ表示振动源频率ω与机械模型固有频率ωn的比例系数，机械模型固有频率表示如下： ${\mathrm{\ω}}_n=\frac{\mathrm{Keq}}{\mathrm{Meq}}\…\…\left(6\right)$

其中Keq表示机械模型的等效弹性系数，

Meq表示机械模型的等效质量。

作为压电支架材料的PZT和SiNx的特性参数，例如杨氏(young′s)模量和密度，使用本领域已知的数据，压电薄膜210和变形部分220A的厚度分别设定为1μm。表1表示用作分析本发明产生电荷量的数据。

                          表1

特性参数	杨氏模量	密度	厚度
				单位	N/m2	Kg/m3	μm
PZT	75×109	7900	1
				SiNx	375×109	3100	1

表2表示为较好地实现本发明所使用的变量种类和变量范围。

                          表2

振动种类	单位	最小值	增加量	最大值
					长	L(μm)	100	500	1000
宽	B(μm)	10	10	100

频率

ω(Hz)

100

500

500000

表3表示压电支持元件205固有频率，其由计算获得。并且图7用图示方法表示压电支持元件205的固有频率。

                 表3

支架长度L(μm)	固有频率ωn(KHz)
		100	380
500	15.2
		1000	3.80

由表3可知，压电元件205的固有频率ω_n和长度L的平方成反比，且与宽度B无关。

在本发明的优选实施例中，利用方程(2)确定使电荷量最大的压电元件205的尺寸。参看方程(2)，可知使每个压电元件205产生的电荷乘以位于预定区域圆片上能机械加工处理的压电元件205的数目的量最大的重要变量之一是压电元件205的长度。

图8表示当振幅A为0.5mm时，压电元件205产生电荷量和长度L，宽度B之间的关系。如图8所示，电荷量和压电元件205的宽度B成线性比例关系。现在参看图8的P点，当压电元件205的宽度B和长度L分别为100μm和1000μm时，每一振动周期产生大约2nc的电荷量。

图9表示位于硅(Si)片上可机械加工处理的压电元件数量N和压电元件205的长度L和宽度B之间的关系。图10表示1个压电元件产生的电荷Q(参见图8)乘以压电元件数目N(参看图9)的量。参看图10，当压电阵列由压电元件205组成时，其可以在8英寸Si片上进行微加工处理，振荡频率为1KHz，产生的最大电荷量是每秒0.648c，所以产生648mA电流。

按照本发明，用于增加压电发生器200产生电荷量Q的最重要变量是压电薄膜210的压电系数d₃₁和支持部件220的杨氏模量。从方程(2)可知，电流量Q正比于压电薄膜210的压电系数d₃₁，反比于支持部件220的杨氏模量。现在参考表1，形成支持部件220的SiNx的杨氏模量是375×10⁹N/m，其相对较小。

由压电元件205的重量产生的偏离是6.67μm，其小到足以被忽略不计。当振幅是0.5mm和压电元件205长度L为1000μm时，压电元件205的形变δ有最大值37μm(500μm×0.074)。由于变形大于损耗层的厚度，压电元件205能和衬底相碰，由此损伤压电元件205。因此，虽然通过把压电元件205的厚度设置很薄能够增加电荷量，但是，减少压电元件205的厚度T_c要受到限制。在PZT结晶时期，由于缩小体积，能够合理地解决上述问题。按照本发明优选实施例的压电发生器，有效地防止压电元件205和衬底相碰，同时，通过把剩余压力施加到支持部件220，压电元件205的厚度T_c保持非常薄，从而压电元件205向上弯曲。

通过微加工制造本发明的压电阵列。利用微电子加工***(HEMS)制造压电阵列，其中把压电薄膜焊接到Si片上。此外，利用表面微加工处理制造压电阵列，而不是利用可能在Si硅上产生裂缝的体微加工处理制造压电阵列。

下面叙述按照本实施例制造压电元件205的方法。

图11A到图11D表示如图5所示的压电元件205的制造步骤。图11A到图11D使用的标号与图5所示相同元件的标号相同。

参见图11A，利用低压化学汽相淀积(Low pressure chemcal vapordeposition-LPCVD)方法在衬底300上面覆盖牺牲层(sacrifical layer)305，利用磷硅酸盐玻璃(PSG)形成牺牲层305，则牺牲层厚度大约在1.0μm和5.0μm之间。

接着通过腐蚀除掉在牺牲层305上要形成支持部件220的支持部分220B位置的部分，这样露出衬底300。

参看图11B，在衬底300的露出部分和牺牲层305上形成支持层219。利用氮化物和LPCVD方法形成支持层219，从而支持层219的厚度在0.5μm到2.0μm之间。最好，支持层219具有大约1.0μm的厚度。构图支持层219以形成支持部件220。在支持层219上面，形成第1电极层212，利用导电金属，例如，铂(Pt)，钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta)，并且通过溅射方法或化学汽相淀积(CVD)方法，形成第1电极层212，则获得大约0.1μm到1.0μm厚度的第1电极层212。构图第1电极层212，以便形成第1电极213。

利用凝胶(sol-gel)法，CVD方法，或溅射方法，在第1电极层212上面，覆盖压电层209。利用压电材料-例如ZnO，PZT[Pb(Zr，Ti)O₃]或者PLZT[(Pb，La)(Zr，Ti)O₃]形成压电层209，则压电层209的厚度大约为0.5μm到2.0μm。最好，利用PZT和凝胶法形成压电层209，则压电层209的厚度为大约为1.0μm。利用快速热退火(RTA)方法退火压电层209后，剪截压电层209。构图压电层209，以便形成压电薄膜210。

在压电薄膜209上面，覆盖第2电极层214，利用导电金属材料-例如Pt，Ta或Pt-Ta，采用溅射方法或CVD方法，形成第2电极层214，使第2电极层214的厚度为大约0.1μm到1.0μm之间。构图第2电极层214，形成第2电极215。

参见图11C，在第2电极层214上面涂覆第1光致抗蚀剂(未表示)，构图第2电极层214，以便利用第1光致抗蚀剂作为腐蚀掩模形成第2电极215。结果：第2电极215形成矩形的电极。然后，通过腐蚀，除掉第1光致抗蚀剂。分别构图压电层209，第1电极层212和支持层219，以便利用与第2电极215形成的相同方法，形成压电薄膜层210，第1电极213和支持部件220。因此，使压电薄膜210，第1电极213，支持部件220分别具有矩形的形状。

接着，利用第2光致抗蚀剂和旋涂方法，在第2电极215上和第2电极215、压电薄膜210，第1电极213的横向部分上形成保护层310。保护层310的厚度大约在1.5μm至2.0μm之间。保护层310保护具有第1电极213和第2电极215的压电薄膜210，同时除掉牺牲层305。

参见图11D，利用氢氟酸(HF)蒸气或者氢氧化钾蒸气(KOH)除掉损耗层305。通过腐蚀除掉保护层310后，制成压电元件205，并且，把压电元件205和衬底300分离开。

下面叙述按照本发明的压电元件的运作。

在发动机运作时，气缸中往返运动的活塞产生振动。当发动机100振动时，周期性的外力施加到设置在发动机100上部的压电发生器200的压电支持元件205上面，由此使压电元件205变形。由于上述正压电效应，压电元件205变形产生电。

按照本发明优选实施例的压电发生器，有效地防止压电元件205和衬底相碰，由于把剩余压力施加到支持部件220，使压电元件205的厚度T_c保持非常薄，从而压电元件205向上弯曲。如此设定压电元件205的尺寸，使得每个压电元件205产生的电荷乘以位于基片上可加工处理的压电元件205的件数的量最大，以便有效地产生电。

通过电路105把压电元件205产生的电能贮存在蓄电池150中。利用DC/AC转换器把压电元件205产生的直流电转换成交流电。直流通过变压器140的高压线圈142，变压器的低压线圈144和蓄电池150的正负电极相连。然后，把电能贮存在蓄电池150中。在变压器140和蓄电池之间设置二极管160，防止电能由蓄电池150通过变压器140放电。蓄电池150与车辆的常规交流发电机110相连，从交流发电机110接收能量。在交流发电机110运作期间，交流发电机110减少车辆的运作输出，所以，当电***不需电或者电池充足电时，交流发电机110不受发动机100驱动，而只处于空转状态。相反，由于压电发生器200利用机械能，该机械能是由于发动机100振动而浪费掉的能，在其运作时，不减少车辆的运作输出，压电发生器在交流发电机110之前或与其一起运作。

按照本发明的压电发生器，由浪费的机械振动能产生有用的电能。并且，有可能通过选择位于基片上的压电元件的形状、大小和特性有效地产生电，以便使在压电元件产生的电荷的量最大。此外，通过在压电发生器中设置的电路，把压电元件产生的电路贮存在蓄电池中。

虽然叙述了本发明的优选实施例，但是应该了解本发明不限于上述的优选实施例，在下面叙述的权利要求限定的本发明的精神和范围内，本领域技术人员可以进行各种变化和修改。

Claims (28)

1.一种压电发生器，包括：

多个压电元件，位于设置在机械振动源的基片上，用于由机械振动源的振动能量产生电能，每个压电元件包括压电薄膜和在压电薄膜下侧形成的支持部件，支持部件具有由于机械振动源振动从而随压电薄膜一起变形的变形部分，还具有和变形部分一侧整体形成的支持部分，用于支持压电薄膜和变形部分；

一个电路，用于在蓄电池中贮存压电元件产生的电能。

2.按照权利要求1的压电发生器，其中，在压电薄膜的底部形成第1电极，在压电薄膜的顶部形成第2电极，以便把压电元件产生的电能传输到蓄电池中。

3.按照权利要求2的压电发生器，其中，第1和第2电极由选自铂、钽、铂-钽组中的一种材料构成。

4.按照权利要求1的压电发生器，其中，机械振动源是发动机。

5.按照权利要求1的压电发生器，其中，支持部件的变形部分和支持部分基本上是立方形状，且压电薄膜和变形部分的长度显著地大于支持部分的长度，使压电元件基本上作为压电支架。

6.按照权利要求5的压电发生器，其中，由于把剩余压力施加到压电元件上，则压电元件的自由端向上弯曲。

7.按照权利要求1的压电发生器，其中，压电薄膜由ZnO、PZT、PLZT组中的一种材料构成。

8.按照权利要求1的压电发生器，其中，支持部件由氮化物构成。

9.按照权利要求1的压电发生器，其中，压电薄膜的压电系数是在80pC/N到220pC/N之间。

10.按照权利要求1的压电发生器，其中，支持部件的杨氏模量是在200×10⁹N/m到400×10⁹N/m之间。

11.按照权利要求1的压电发生器，其中，如此设定压电元件的尺寸，使得每个压电元件产生的电荷乘以压电元件数的量为最大。

12.按照权利要求1的压电发生器，其中，压电元件和基片相连接。

13.按照权利要求1的压电发生器，其中，通过表面微加工处理来制造压电元件。

14.按照权利要求1的压电发生器，其中，电路包括第1导线，其和压电元件电相连，第2导线，其一端和压电元件电相连，另一端和地线相连，高压线圈，其一端和第1导线电相连，另一端和地线电相连，低压线圈其两端分别和蓄电池的正负电极相连。

15.按照权利要求4的压电发生器，其中，电路还包括，一个和第1导线相连的DC/AC转换器，用于把压电元件产生的直流电变成交流电。

16.按照权利要求14的压电发生器，其中，电路还包括设置在蓄电池和变压器之间的二极管，用于防止蓄电池通过变压器进行放电。

17.一种制造压电发生器的方法，包括下列步骤：

在装配到振动源的基片上形成多个压电元件，用于从振动源的振动能量产生电能，压电元件形成步骤包括：(i)形成压电薄膜，其包括在压电薄膜下面形成第1电极和在压电薄膜上面形成第2电极，(ii)形成支持部件，其具有通过振动源振动进行激励的激励部分，它位于在具有第1和第2电极的压电薄膜下面，还具有和激励部分整体形成的支持部分，用于支持激励部分和压电薄膜；

形成电路，用于把从压电元件产生的电能存贮到蓄电池中。

18.按照权利要求17的制造压电发生器的方法，其中，包括下列步骤：利用低压化学汽相淀积在衬底上形成牺牲层后，形成支持部件，然后通过腐蚀除掉牺牲层部分。

19.按照权利要求18的制造压电发生器的方法，其中，利用磷硅酸盐玻璃形成牺牲层，使牺牲层具有1.0μm到5.0μm的厚度。

20.按照权利要求18的制造压电元件的方法，形成压电元件还包括下列步骤：

利用光致抗蚀剂，在第2电极上面，和第2电极、压电薄膜、第1电极的横向部分上形成保护层；

利用氢氟酸蒸汽除掉牺牲层。

21.按照权利要求20制造压电发生器的方法，其中，利用旋涂方法进行形成保护层的步骤。

22.按照权利要求17制造压电发生器的方法，其中，利用氮化物和低压化学汽相淀积方法，形成支持部件，使支持部件具有2.5μm到2.0μm的厚度。

23.按照权利要求17的制造压电发生器的方法，其中，利用溅射方法形成第1电极。

24.按照权利要求23的制造压电发生器的方法，其中，利用铂、钽或者铂-钽形成第1电极，使电极具有0.1μm到1.0μm的厚度。

25.按照权利要求17制造压电发生器的方法，其中，利用溶胶方法、化学汽相淀积方法、或者溅射方法，形成压电薄膜。

26.按照权利要求25的制造压电发生器的方法，其中，利用ZnO、[Pb(Zr，Ti)O₃]或者[(Pb，La)(Zr，Ti)O₃]形成压电薄膜，使压电薄膜具有0.5μm到2.0μm的厚度。

27.按照权利要求17制造压电发生器的方法，其中，利用溅射方法形成第2电极。

28.按照权利要求27的制造压电发生器的方法，其中，利用铂、钽或铂-钽形成第2电极，使第2电极具有0.1μm到1.0μm的厚度。

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