電気工学および電子技術ジャーナル

振動ベースの広帯域電磁エネルギーハーベスターのレビュー

ハミド・カーン

ワイヤレス センサー ノード (WSN) や低電力デバイスに電力を供給するための振動ベースの電磁エネルギー ハーベスター (VEMEH) は、代替電源として非常に大きな研究の関心を集めています。バッテリー システムの代替としてこれらのハーベスターを適用する場合の主な制限の 1 つは、動作周波数の範囲が限られていることです。このホワイト ペーパーでは、広帯域 VEMEH の分野における現在の進歩について説明します。このような VEMEH はすべて、動作周波数の範囲、周波数帯域幅、全体の体積、出力電圧、使用可能な出力電力の値、電力密度、およびこれらのハーベスターが受ける振動のレベルに基づいて研究および報告されています。さらに、報告されている VEMEH は、動作メカニズム (共振型または非共振型) に基づいて分類されます。ここでの主な焦点は、ハーベスターがリモート WSN の動作に使用できる十分な量の出力電力を生成できる周波数の動作範囲と周波数帯域幅です。報告されているVEMEHには、0.032 cm3の微小容積から約1600 cm3の容積を持つハーベスターが含まれます。出力電圧に基づいて比較すると、報告されているVEMEHは0.13 mVから5700 mVまでの出力電圧を生成できます。同様に、報告されているVEMEHは0.00096 μWから74000 μWの出力電力を生成します。報告されているVEMEHの電力密度は0.50 x 10-6 μW/cm3から1073 μW/cm3の範囲です。報告されているVEMEHの加速度あたりの電力は16.012 x 10 -6 μW/gから129824 μW/gの範囲です。さらに、報告されているVEMEHは、加速度あたりの電力密度が0.500 x 10-6 μW/g.cm3から1877 μW/g.cm3の範囲にあります。デバイス全体のサイズと結果として生じる出力に基づいて、この文献では、平均出力が0.75 μWの1 cm³ハーベスターから、ピーク出力が74 mWの68.96 cm³ハーベスターまでが報告されています。動作周波数範囲、周波数帯域幅、デバイスサイズ、出力、動作の加速度、加速度あたりの電力、および報告されている広帯域電磁エネルギーハーベスター（EMEH）の電力密度に基づいて比較が行われました。