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.
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)
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