PZT 압전재료를 이용한 외팔보 구조의 에너지 수집기에 관한 연구 (A Study on Energy Harvester with Cantilever Structure Using PZT Piezoelectric Material)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 24권 / 5호 / 416 ~ 421페이지
· 저자명 : 차두열, 장성필, 이수진

초록

최근 저전력 모바일 기기나 MEMS 소자의 필요성이 증대하며 에너지 수집 기술에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 논문에서는 외팔보 구조의 PZT 세라믹을 이용하여 진동형 에너지 수집기를 제작하였다. 제작된 외팔보 구조의 에너지 수집기는 주변의 진동을 전력으로 변환하여 모바일 기기 등에 공급할 수 있다. 제작된 PZT 외팔보는 d_(33) 모드로 구동하며, 7 mm×3 mm×0.03 m의 크기이다. 또한 PZT 외팔보의 공진주파수는 900 Hz 이며, 공진주파수 영역 1g의 가속도에서 37 μW의 전력을 발생한다. 본 논문으로부터 PZT 외팔보 구조의 에너지 수집기는 우수한 에너지 수집 기술의 하나임을 알 수 있다. 이러한 PZT 외팔보 구조의 에너지 수집기는 초소형 센서와 전력발생기 등에 이용될 수 있다.

영어초록

Nowadays, the increasing demands upon mobile devices such as wireless sensor networks and the recent advent of low power electrical devices such as MEMS make such renewable power sources att ractive. A vibration-driven MEMS lead zirconate titanate Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT) cantilever device is developed for energy harvesting application. This paper presents a piezoelectric based energy harvester which is suit able for power generating from conventional vibration and has in providing energy for low power electron ic devices. The PZT cantilever is used d_(33) mode to get the electrical power. The PZT cantilever based en ergy harvester with the dimension of 7 mm×3 mm×0.03 mm is fabricated using micromachining technolog ies. This PZT cantilever has the mechanical resonance frequency with a 900 Hz. With these conditions, we get experimentally the 37 uW output power from this device with the application of 1g acceleration using the 900 Hz vibration. From this study, we show the feasibility of one of energy harvesting candidates using PZT based structure. This PZT energy harvester could be used for various applications such a batteryless micro sensors and micro power generators.

참고자료

· 없음