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GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-6:2019
半导体器件能量收集和产生半导体器件
第6部分:垂直接触模式的摩擦电能量收集器测试和评价方法
1范围
本文件规定了接触模式摩擦电能量收集器件的术语、定义、符号,结构和试验方法,用于评估和确
定实际使用的垂直接触式摩擦电能量收集器件的性能特征的试验方法。
本文件适用于医疗保健监测、消费电子、一般工业、军事和航空航天中应用的可穿戴设备和无线传
感器的电源。对能量收集器件的技术和尺寸没有任何限制。
2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
以下术语和定义适用于本文件。
3.1一般术语
3.1.1
垂直接触verticalcontact
在垂直于两物体平面的接触点存在相对运动的两物体的物理接触
注1:垂直接触式的摩擦电能收集器将物理接触转化为电能,由介电材料、表面电极、外部负载和介电材料之间的气
隙组成,如图1所示。
注2:接触式摩擦电能收集器的四种工作模式的理论如图2所示。
说明
能量收集器的配置操作能量收集器的组件
EI1,EI2电极F压力和释放力
DE1,DE2介质材料R外部负载
1
GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-6:2019
图1垂直接触式摩擦电能量收集器
3.1.2
纳米发电机nanogenerator
一种将小尺度物理变化产生的机械/热能转化为电能的技术
3.2摩擦电传感器
3.2.1
接触式能量收集器contactbasedenergyharvester
将移动接触的减速/加速所产生的物理能量转换成电能的换能器。
3.2.2
摩擦电效应triboelectriceffect
某些材料在与另一种材料摩擦接触和分离作用后带电的一种接触带电形式。
3.2.3
摩擦电序triboelectricseries
材料列表,其中一些材料更倾向于变为正(+),而其他材料更倾向于变为负(-)。
3.2.4
摩擦电传感器triboelectrictransducer
利用摩擦起电效应将机械能转化为电能的能量转换器。
3.2.5
表面粗糙度surfaceroughness
通过真实表面法向量方向与其理想形式的偏差来量化表面结构。
a)介质-介质接触双电极模式b)介质-导体接触双电极模式
2
GB/TXXXXX—XXXX/IEC62830-6:2019
c)介质-初级导体接触单电极模式d)介质-导体接触单电极模式
说明
基本操作参数:
d介质厚度Q转移电荷
x(t)介电材料间的间隙V电位差
σ电荷g两电极之间的间隙
图2垂直接触式的摩擦电能收集器四种工作模式的基本理论
3.3特征参数
3.3.1
等效电路equivalentcircuit
在一定范围内,电路参数在电气上等同于特定电路或器件参数的理想电路元件排列。
注:垂直接触模式的摩擦电能量收集器可以显示为如图3所示的部件。该等效电路由电容C、开路电压源V和外部负
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