JP5487493B2 - エレクトレット微小発電装置 - Google Patents
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Description
(数1) C=eL{K(sin(pH/2))/K(cos(pH/2))}
である。ここにKは第一種完全楕円積分であり、上式のKを含む無次元数値ファクターは殆どの領域で1.5〜2程度であるが、Hが0.97程度で約3になり、Hが大きくなるにつれてその後急激に無限大に向けて大きくなる。勿論、Hが小さすぎるとエレクトレット膜との結合が悪化する。
RD1,RD2 整流回路素子
SL1,SL2,SL3 信号ライン
ES エネルギー貯蔵デバイス
D1,D2,D3,D4 ダイオード素子
C1,C2 コンデンサー
ELF1,ELF2,ELF3,ELF4,ELF5 エレクトレット膜
CE1,CE2,CE3 対向電極
OSL1,OSL2,OSL3 マイクロ振動子
L 負荷
SS1,SS2 シリコン基板
B シリコン微細加工された梁
PS ポリマー製スペーサー
EL2,EL2 電極
R1,R2 高抵抗
FET1,FET1 Nチャンネル型エンハンスモードMOSFET素子
Claims (6)
- 幅3mm以下の複数のエレクトレット膜ストライプを有する一辺1cm以下、共振周波数100Hz以上のマイクロ振動子と、
前記ストライプに対向する電極対を有し、
整流回路の半導体素子の動作に必要な0.2V以上の電圧を生成するために前記各電極対を3個以上直列接続した直列電極回路と、
該直列電極回路の一方の端を出力コンデンサーの一端と接続し、
整流回路の半導体素子の動作に必要な0.2V以上の電圧を生成し、かつ10メガオーム以上の高いゼロバイアスインピーダンスの整流回路に100Hz以上100kHz以下の周波数で電流を供給するために浮遊容量ひいては時定数を最小化するため前記直列電極回路の他方の端を前記整流回路の入力端子に5mm以下の距離で接続し、
前記整流回路の出力端子を前記出力コンデンサの他方の端と接続し、
前記電極間ギャップ面積と前記電極の面積との和に対する、前記電極間ギャップ面積の比が3%以上であることを特徴とするエレクトレット振動発電装置。 - 請求項1に記載のエレクトレット振動発電装置において、
シリコン基板上に作成された前記電極対と、
前記整流回路として、前記シリコン基板上の5mm平方の面積内に作成された漏れ電流の小さな微小接合断面積のpn接合型あるいはショットキー型の2個または4個のダイオードと
を有することを特徴とするエレクトレット振動発電装置。 - 請求項1から請求項2のいずれか1項に記載のエレクトレット振動発電機において、前記エレクトレット膜ストライプが前記マイクロ振動子の表面のうち2面以上に作成された前記マイクロ振動子を有することを特徴とするエレクトレット振動発電装置。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のエレクトレット振動発電機において、エレクトレット膜ストライプが酸化シリコン膜あるいはポリマー製エレクトレット材料で作成されていることを特徴とするエレクトレット振動発電装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の前記マイクロ振動子が反磁性材料および永久磁石との組み合わせにより反磁性浮上していることを特徴とするエレクトレット振動発電装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の前記マイクロ振動子上に作成された一個あるいは複数のFET制御エレクトレット膜ストライプと、
前記FET制御エレクトレット膜ストライプそれぞれに対向するFET制御電極対とを有し、前記FET制御電極対それぞれの片方を接地し、他方を5mm以下の距離でFETのゲート端子に接続し、
そのことによって前記整流回路中において前記FET素子が10pA以下の漏れ電流を有する整流素子として機能することを特徴とするエレクトレット振動発電装置。
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