半导体器件 能量收集和产生半导体器件 第1部分：基于振动的压电能量收集器 征求意见稿

1GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1半导体器件能量收集和产生半导体器件第1部分：基于振动的压电能量收集器确定实际使用中的基于振动的压电能量收集器性IEC60749-5:2017，半导体器件机械和气候试验方法第5部分：稳态温湿度偏置寿命试验基于振动的能量收集器vibrationbasedenergyh2GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1注：基于振动的压电能量收集器使用压电换能器将振动能量转换为电能，它包1所示。压电换能器包含两个端子和一个压电薄膜。激励振动引起质量块往复运动，悬挂质量块的弹簧弯曲，注：基于振动的压电能量收集器如图2所示。它由质量块、弹簧、阻尼和压电换能器组成。压电换能器消耗并转换3GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效质量A(t)激励振动质量-弹簧-阻尼系统mass-spring-dampin使用有效质量、弹簧和阻尼来推导振动能量收集器运m质量-弹簧-阻尼系统中所有组成部分在振动时使系统产生指定运动压电换能器piezoelectrictrans压电效应piezoelectrice压电材料的机械变形使该材料产生成比例变化的电荷压电常数piezoelectriccond4GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1机电耦合系数electromechanicalcouplingcoeffik等效电路equivalentci<基于振动的压电能量收集器>在共振频率附近具有与压电式振动能量收集器相同的感应输出电压5GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效质量R外部负载k机电耦合系数A(t)激励振动fo使能量收集器产生最大输出功率的激励振动的fo=··························fBWV当能量收集器端子没有连接外部负载时，相6GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1PIRoptτ4基本额定值和特性参数4.1标识和类型7GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-14.2极限值和工作条件值。极限值是保证振动能量收集器发电工作时不受任何损坏的最大激用电压表、电流表和LCR表进行测量。为了准确测量和表征被测件的参数，应使用超高阻抗的仪表。注：将能量收集器安装在激振器上后，使用仪表或同等设备测量电气特性。如8GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1b)使用电压或电流表测量连接到能量收集器9GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1d)从不同外部负载得出最大输出电压和电流DUT：被测件向功率放大器提供指定检测外部负载两端的电压为激振器提供指定水平检测通过外部负载的电流共振频率是使能量收集器产生用于子系统/系统应用的最大输出功率时的测量频率，通常以赫兹表示。能量收集器频率特性曲线如图6所示。测量共振频率时，应记录规定的测量加速度和外部负载。GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1输出电压（V输出电压（V）功率54输出功率（输出功率（mW）3210频率（Hz）带宽是使能量收集器输出用于子系统/系统应用的指定输出功率的工作频率范围。它是频率响应曲线中规定输出功率值对应的上截止频率和下截止频率之间的范围，通常以fwB=fupper(specified)−flower(specified)··························································(3)fWB——带宽，Hz；fupper(specified)——上截止频率，Hz；flower(specified)——下截止频率，Hz。带宽是从测量的输出功率（或电压）获得的。当测量输出达到指定值时选择上截止频率和下截止开路电压是在没有外部负载的情况下因激励振动而在能量收集器端子上测得的电压。测量开路电压的特性曲线如图7所示，该电压是连接到能有外部负载连接到能量收集器的端子时，在特定激励振动下所测量的电压的有效GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1输出电压（V输出电压（V）864200100200300400500600700800外部负载（KΩ)输出电流与能量收集器输出电压的函数关系如图8所示。能P=IV························GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1P——输出功率，W。输出功率与能量收集器外部负载的函数关系如图9所示。输出功率（mW输出功率（mW）外部负载（KΩ)5.2.10最大输出功率最大输出功率是在规定的最大输入振动下从能量GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1图10基于振动的压电能量收集器在各种输5.2.11稳定时间输出电压（V输出电压（V）················································∫o——激励振动。阻尼系数(bm)由能量收集器的激励振动bm=2ς√·······························5.3机械特性GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1向功率放大器提供指定检测外部负载两端的电压为激振器提供指定水平检测通过外部负载的电流保持DUT的指定温度值GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1测试在温度循环试验箱中进行，其次，将成品能量收集器放入温箱中。性能特征由仪表通过低/高湿度测试来评估器件的可靠性。应根据被测件应用情况确定此湿度范围。测试在特定该测试的目的是通过高输入振动来评估器件的可靠性。应根据被测件应用情况确定此振动范围。首先，进行具有不同加速度的激励振动的循环试验，其次，将成品能量收集器放置在激振器上。性能GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1压电模式压电换能器产生与