Björn Gojdka

Energy Harvester System mit integrierten Magneten

Im Rahmen des Fraunhofer-Leuchtturmprojekts "Toward Zero Power Electronics-ZePowEl" entwickelte das Fraunhofer ISIT einen neuartigen MEMS-magnetomechanischen Energy Harvester.

Magnetoelektrische Energiespeicher mit integrierten 3D-Mikromagneten

Die einzigartige Wafer-Level-Integration von NdFeB-Mikromagneten, die durch die patentierte PowderMEMS-Technologie des ISIT ermöglicht wird, erlaubt ein kontaktloses Energy Harvesting in verschiedenen Anregungsschemata. Die geerntete Energie wird durch hochwertige piezoelektrische AlN- oder AlScN-Schichten übertragen. Das Gerät ermöglicht die mechanische und/oder magnetische Ausnutzung von linearen und rotatorischen Bewegungen, elektromagnetischen Wellen und stoßartigen Beschleunigungen. In Resonanz wird eine hohe Ausgangsleistung > 100 µW erreicht. Niederfrequente pulsartige Anregungen führen zu Leistungen, die ausreichen, um eine Wake-up-Funktionalität mit nahezu Null Leistung zu realisieren.

Beispiele für die Anwendung:

  • Energieautarke Sensorknoten 
  • Magnetfeld-Sensor
  • Null-Energie-Wake-up-Gerät 
  • Tachometer mit geringem Stromverbrauch
  • Wandler zur Energieübertragung (z. B. aktive Implantate)
Draufsicht auf den Energy Harvester mit integrierten 3D-Mikromagneten.
Integriertes Ernte- und Speichermodul

Technische Daten:

  • Harvester Abmessungen: 6.0 x 8.0 mm²
  • Leistungsabgabe in Resonanz: > 100 µW
  • Leerlaufspannung in Resonanz: > 4 V
  • Resonanzfrequenzbereich: 1 – 4 kHz
  • Leistungsabgabe bei 30-50 Hz  (pulsartige Anregung): > 5 µW
  • Leerlaufspannung bei 30-50 Hz (pulsartige Erregung): > 3 V
  • Vakuumverpackung: verfügbar

Das könnte Sie auch noch interessieren