技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能量采集組件。

背景技術(shù)

在MEMS（Micro-electromechanical?Systems，微電子機(jī)械系統(tǒng)）技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，微能源問(wèn)題已經(jīng)成為MEMS進(jìn)入實(shí)用化和自動(dòng)化的主要障礙之一。很多系統(tǒng)（如：小型無(wú)線連網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)上的低成本計(jì)算器）對(duì)電源有嚴(yán)格限制,這涉及到遠(yuǎn)程位置、成本考慮、便攜程度的需求以及其他因素。另外,轉(zhuǎn)向無(wú)線通信的大趨勢(shì)淘汰了系統(tǒng)中很多有線電纜,因而希望能使系統(tǒng)脫離電源線和充電器的束縛,而采用將環(huán)境中的機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的能量采集器(Energy?harvester)。

能量采集器主要分為三種：靜電（electrostatic）式、壓電（piezoelectric）式和電磁（electromagnetic）式，其中，靜電式能量采集器通過(guò)改變電容來(lái)產(chǎn)生電能，其在開始產(chǎn)生能量之前，以一個(gè)外部電源在電容之間產(chǎn)生原始電壓差，當(dāng)可變電容由于振動(dòng)而發(fā)生改變時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；壓電式能量采集器通過(guò)壓電效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電能，即壓電材料在外界振動(dòng)的激勵(lì)下產(chǎn)生形變，引起材料內(nèi)部偶極子的不對(duì)稱，發(fā)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在材料的外表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷；電磁式能量采集器是通過(guò)電場(chǎng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，附在振動(dòng)質(zhì)量塊的下面的線圈在固定永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，由于通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)法拉第定律，會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。

更多關(guān)于能量采集器的技術(shù)可以參考申請(qǐng)公布號(hào)為CN101941671A的中國(guó)專利申請(qǐng)。

但是現(xiàn)有技術(shù)中上述三種能量采集器輸出的電量都比較低，從而影響了其實(shí)際應(yīng)用。

因此，如何提高能量采集器的能量輸出就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種能量采集組件，可以提高能量輸出。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能量采集組件，包括：

依次相對(duì)設(shè)置的第一基板、第二基板和第三基板；

設(shè)于第一基板朝向第二基板一側(cè)上的永磁體；

設(shè)于第二基板中的振動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述永磁體之間設(shè)置有線圈，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)朝向第三基板一側(cè)上設(shè)置有第一電極；

設(shè)于第三基板朝向第二基板一側(cè)上的第二電極；

設(shè)于所述第一電極和第二電極之間的駐極體；

所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述線圈和所述第一電極進(jìn)行振動(dòng)。

可選地，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)包括：中心質(zhì)量塊和兩個(gè)彈性元件，所述兩個(gè)彈性元件位于所述中心質(zhì)量塊的相對(duì)兩側(cè)。

可選地，所述彈性元件為折疊彈性梁。

可選地，所述線圈為平面螺旋線圈。

可選地，所述永磁體包括并列設(shè)置的兩塊永磁體，且所述兩塊永磁體的磁極方向相反。

可選地，所述能量采集組件還包括：還包括：第一電引線、第二電引線和第三電引線，其中：所述第一電引線的一端連接所述線圈的一端，所述第一電引線的另一端連接所述第一電極，所述第二電引線的一端連接所述第二電極，所述第三電引線的一端連接所述線圈的另一端，所述第二電引線的另一端和所述第三電引線的另一端連接同一負(fù)載。

可選地，所述第一電極和第二電極的材料為鋁、銅或銅鋁合金。

可選地，所述第一基板、第二基板和第三基板的材料為硅、氧化硅、鍺或氧化鍺中的任一種。

可選地，所述中心質(zhì)量塊的材料與所述第二基板的材料相同。

可選地，所述第一電極和第二電極的形狀為梳齒狀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)設(shè)置的第一基板和第二基板中，第一基板朝向第二基板一側(cè)上設(shè)置有永磁體，第二基板中設(shè)有振動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述永磁體之間設(shè)置的線圈可以隨振動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)，線圈在固定永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，由于通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)法拉第定律會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；相對(duì)設(shè)置的第二基板和第三基板中，第二基板中設(shè)有振動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)朝向第三基板一側(cè)上設(shè)置有第一電極，設(shè)于第三基板朝向第二基板一側(cè)上設(shè)置有第二電極，第一電極和第二電極之間設(shè)置有駐極體，所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述第一電極進(jìn)行振動(dòng)，從而第一電極和第二電極之間的相對(duì)面積隨著振動(dòng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)而變化，即第一電極和第二電極之間的電容在不斷變化，而由于駐極體的存在，第一電極和第二電極感生電荷總量保持不變，從而形成電勢(shì)差，進(jìn)而可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，最終使得該能量采集組件既可以基于電磁原理產(chǎn)生電能，也可以基于靜電原理產(chǎn)生電能，增大了能量采集組件輸出的能量，提高了采集效率。