Eine Systemarchitektur für ein integriertes elektrostatisches MEMS-Energy-Harvesting-Modul
Konferenz: ANALOG 2014 – Analogschaltungen im Systemkontext - Beiträge der 14. GMM/ITG-Fachtagung
17.09.2014 - 19.09.2014 in Hannover, Deutschland
Tagungsband: ANALOG 2014 – Analogschaltungen im Systemkontext
Seiten: 6Sprache: DeutschTyp: PDF
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Autoren:
Saft, Benjamin; Schäfer, Eric; Jäger, André; Hampl, Stefan; Leistritz, Bianca; Hennig, Eckhard (IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Deutschland)
Inhalt:
Die Entwicklung miniaturisierter Energy-Harvester eröffnet neue Energieversorgungsoptionen für drahtlos vernetzte, energieautarke Mikrosensoren. Hierzu wird ein neues Systemkonzept für ein mikromechatronisches Energy-Harvester-Modul vorgestellt, das aus einem elektrostatischen MEMS-Vibrations-Harvester mit zwei gegenläufig oszillierenden Arbeitskapazitäten sowie einem Hochspannungs-/Low-Power-CMOS-Frontend-IC und einer Lithium-Mikrobatterie zur Extraktion und Speicherung der gewandelten Energie besteht. Das Modul arbeitet mit einer maximalen Spannung an den Harvester-Elektroden von bis zu 40 V und soll bei einem Eigenleistungsbedarf der Elektronik von weniger als 1 myW eine Gleichspannung von 3,8 V mit einer kontinuierlichen Ausgangsleistung im zweistelligen myW-Bereich liefern. In diesem Beitrag wird die Topologie des Harvester-Frontends sowie die Architektur des Moduls vorgestellt.