PCB 일체형 에너지 하베스터의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Printed Circuit Board (PCB) Integrated Energy Harvester)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 26권 / 11호 / 846 ~ 851페이지
· 저자명 : 민철홍, 김태선

초록

본 논문에서는 2차 전지의 의존성을 줄이면서 전자기기들의 회로에 바로 부착 가능한 PCB 형태의 에너지 하베스터를 제안하다. 제안한 에너지 하베스터는 패턴이 형성된 두 장의 PCB를 솔더본딩하여 삼차원 구조를 갖는 코일형태로 제작하였으며, 하베스터 내부에 자성체를 넣고 외부 자석을 회전시켜 실험을 진행하였다. PCB 패턴의 너비와 자성체의 두께, 주파수에 따른 발생전력을 실험한 결과 설정한 실험조건 내에서 PCB 패턴이 넓고, 자성체의 두께가 두꺼우며, 주파수가 높을수록 높은 전력이 발생되는 것을 확인하였으며, 이때 최대 29.89 ㎼의 전력이 발생되었다. 본 논문에서 제안한 PCB를 이용한 에너지 하베스터는 PCB 형태로 구성되기 때문에 다른 회로들과 동시에 실장 할 수 있으며, PCB 층수에 따라 감은수와 크기의 조절이 쉽다는 장점이 있어 다양한 분야에 적용 가능할 것으로 기대한다.

영어초록

Recently, energy harvesting technologies are considered as the great alternatives to reduce the dependency on secondary batteries. In this paper, we proposed PCB type energy harvester which can be directly integrated with other electronic components on same board. To form the three dimensional coil structure, two PCBs with patterned metal lines are solder bonded. For magnetic induction, inside of coil structure was filled with magnetic substance and rotary motioned external magnets are applied to near the harvester. The effects of metal wire width on PCB, thickness of magnetic substance, and frequency of rotary motion on energy harvesting performance are analyzed by computer simulation and experiments.
Experimental results showed 29.89 ㎼ of power generation performance at the frequency of 5.2 Hz and it is shown that designed harvester can be effectively applied on vibration environment with very limited frequency.

참고자료

· 없음