半導(dǎo)體器件 能量收集和產(chǎn)生半導(dǎo)體器件 第1部分：基于振動(dòng)的壓電能量收集器 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1半導(dǎo)體器件能量收集和產(chǎn)生半導(dǎo)體器件第1部分：基于振動(dòng)的壓電能量收集器確定實(shí)際使用中的基于振動(dòng)的壓電能量收集器性IEC60749-5:2017，半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法第5部分：穩(wěn)態(tài)溫濕度偏置壽命試驗(yàn)基于振動(dòng)的能量收集器vibrationbasedenergyh2GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1注：基于振動(dòng)的壓電能量收集器使用壓電換能器將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能，它包1所示。壓電換能器包含兩個(gè)端子和一個(gè)壓電薄膜。激勵(lì)振動(dòng)引起質(zhì)量塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，懸掛質(zhì)量塊的彈簧彎曲，注：基于振動(dòng)的壓電能量收集器如圖2所示。它由質(zhì)量塊、彈簧、阻尼和壓電換能器組成。壓電換能器消耗并轉(zhuǎn)換3GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效質(zhì)量A(t)激勵(lì)振動(dòng)質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)mass-spring-dampin使用有效質(zhì)量、彈簧和阻尼來(lái)推導(dǎo)振動(dòng)能量收集器運(yùn)m質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)中所有組成部分在振動(dòng)時(shí)使系統(tǒng)產(chǎn)生指定運(yùn)動(dòng)壓電換能器piezoelectrictrans壓電效應(yīng)piezoelectrice壓電材料的機(jī)械變形使該材料產(chǎn)生成比例變化的電荷壓電常數(shù)piezoelectriccond4GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1機(jī)電耦合系數(shù)electromechanicalcouplingcoeffik等效電路equivalentci<基于振動(dòng)的壓電能量收集器>在共振頻率附近具有與壓電式振動(dòng)能量收集器相同的感應(yīng)輸出電壓5GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1m有效質(zhì)量R外部負(fù)載k機(jī)電耦合系數(shù)A(t)激勵(lì)振動(dòng)fo使能量收集器產(chǎn)生最大輸出功率的激勵(lì)振動(dòng)的fo=··························fBWV當(dāng)能量收集器端子沒(méi)有連接外部負(fù)載時(shí)，相6GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1PIRoptτ4基本額定值和特性參數(shù)4.1標(biāo)識(shí)和類型7GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-14.2極限值和工作條件值。極限值是保證振動(dòng)能量收集器發(fā)電工作時(shí)不受任何損壞的最大激用電壓表、電流表和LCR表進(jìn)行測(cè)量。為了準(zhǔn)確測(cè)量和表征被測(cè)件的參數(shù)，應(yīng)使用超高阻抗的儀表。注：將能量收集器安裝在激振器上后，使用儀表或同等設(shè)備測(cè)量電氣特性。如8GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1b)使用電壓或電流表測(cè)量連接到能量收集器9GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1d)從不同外部負(fù)載得出最大輸出電壓和電流DUT：被測(cè)件向功率放大器提供指定檢測(cè)外部負(fù)載兩端的電壓為激振器提供指定水平檢測(cè)通過(guò)外部負(fù)載的電流共振頻率是使能量收集器產(chǎn)生用于子系統(tǒng)/系統(tǒng)應(yīng)用的最大輸出功率時(shí)的測(cè)量頻率，通常以赫茲表示。能量收集器頻率特性曲線如圖6所示。測(cè)量共振頻率時(shí)，應(yīng)記錄規(guī)定的測(cè)量加速度和外部負(fù)載。GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1輸出電壓（V輸出電壓（V）功率54輸出功率（輸出功率（mW）3210頻率（Hz）帶寬是使能量收集器輸出用于子系統(tǒng)/系統(tǒng)應(yīng)用的指定輸出功率的工作頻率范圍。它是頻率響應(yīng)曲線中規(guī)定輸出功率值對(duì)應(yīng)的上截止頻率和下截止頻率之間的范圍，通常以fwB=fupper(specified)?flower(specified)··························································(3)fWB——帶寬，Hz；fupper(specified)——上截止頻率，Hz；flower(specified)——下截止頻率，Hz。帶寬是從測(cè)量的輸出功率（或電壓）獲得的。當(dāng)測(cè)量輸出達(dá)到指定值時(shí)選擇上截止頻率和下截止開路電壓是在沒(méi)有外部負(fù)載的情況下因激勵(lì)振動(dòng)而在能量收集器端子上測(cè)得的電壓。測(cè)量開路電壓的特性曲線如圖7所示，該電壓是連接到能有外部負(fù)載連接到能量收集器的端子時(shí)，在特定激勵(lì)振動(dòng)下所測(cè)量的電壓的有效GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1輸出電壓（V輸出電壓（V）864200100200300400500600700800外部負(fù)載（KΩ)輸出電流與能量收集器輸出電壓的函數(shù)關(guān)系如圖8所示。能P=IV························GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1P——輸出功率，W。輸出功率與能量收集器外部負(fù)載的函數(shù)關(guān)系如圖9所示。輸出功率（mW輸出功率（mW）外部負(fù)載（KΩ)5.2.10最大輸出功率最大輸出功率是在規(guī)定的最大輸入振動(dòng)下從能量GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1圖10基于振動(dòng)的壓電能量收集器在各種輸5.2.11穩(wěn)定時(shí)間輸出電壓（V輸出電壓（V）················································∫o——激勵(lì)振動(dòng)。阻尼系數(shù)(bm)由能量收集器的激勵(lì)振動(dòng)bm=2?√·······························5.3機(jī)械特性GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1向功率放大器提供指定檢測(cè)外部負(fù)載兩端的電壓為激振器提供指定水平檢測(cè)通過(guò)外部負(fù)載的電流保持DUT的指定溫度值GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1測(cè)試在溫度循環(huán)試驗(yàn)箱中進(jìn)行，其次，將成品能量收集器放入溫箱中。性能特征由儀表通過(guò)低/高濕度測(cè)試來(lái)評(píng)估器件的可靠性。應(yīng)根據(jù)被測(cè)件應(yīng)用情況確定此濕度范圍。測(cè)試在特定該測(cè)試的目的是通過(guò)高輸入振動(dòng)來(lái)評(píng)估器件的可靠性。應(yīng)根據(jù)被測(cè)件應(yīng)用情況確定此振動(dòng)范圍。首先，進(jìn)行具有不同加速度的激勵(lì)振動(dòng)的循環(huán)試驗(yàn)，其次，將成品能量收集器放置在激振器上。性能GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-1壓電模式壓電換能器產(chǎn)生與