Variable capacitor based mechanical energy-to-electrical energy converter

Günümüzde minyatür bağımsız sistemler entegre devre teknolojisindeki ilerlemel-uu u u gerden büyük ülşude faydalanmaktadırlar. Micronaltı teknolojilere ulaşan boyut-u u o cü slar ve nanowattlara düşen güş tüketimi, yeni besleme uygulamalarına imkanus uc utanımaktadır. Bu gibi sistemler entegre, uzun ümürlü mikro enerji kaynaklarınaouuihtiyaş duyarlar ve bu noktada, ortam enerjisini kullanma fikri iyi bir alter-cnatif oluşturmaktadır. Mikroelektromekanik sistemler (MEMS) teknolojisi, en-serji dünüştürücüleri tümleşik devrelerle aynı yongalar uzerine uretebilmektedir.o us u u u u s ü üBu tezde ortamdaki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine şeviren yeni bir ka-cpasitif devre tasarımı sunulmaktadır. Tasarım elektriksel yü uretebilmekte,uk üdolayısıyla bir kaynağı yükleyebilmektedir. Değişken kapasitürlerden ve anahtar-gu gs olardan oluşan tasarım endüktif elemanlar işermemektedir ve bu yünüyle manyetiks u c ouetkilerden sakınılması gerekenler ortamlar işin de uygundur. Ayrıca bu tasarımcalan ve voltaja bağlı elektrostatik alan kısıtlamalarına karşı daha da geliştirilmiş,g s s skapasitür plakaları arasına sabit yük tutan ve işeride ilave elektrik alan oluşturano u c suşuncü bir elektret yerleştirilmişücü u s stir. Mekanik anlamda artan elektrostatikkuvvete karşı daha şok iş yapılmakta, elektrik anlamda da daha şok yük birikimis c s c usağlanmakta ve daha yüksek yük kazancına erişilmektedir.g u u sSistem PSpice kullanılarak modellenmiş ve teorik hesaplamalarla tutarlıssonuşlar elde edilmiştir. Makro elemanlarla oluşturulan bir deneyde de %81c s sverim elde edilmistir. Bu deneyde 40V enerji kaynağı ve 1500pF'lık iki kapa-gsitür kullanılmış, 1Hz'lik operasyonda 880nW güş kazancı sağlanmıştır. Mikroo s uc g suygulamalarda da 1500pF kapasitansa ulaşılabilir, ancak 40V oldukşa yüksek birs cudeğer olup yerine şok daha düşuk güc kaynakları kullanılmalıdır ve bu da enerjig c usü uşkazancının daha az olacağı anlamına gelir. Elektret kullanma fikri düşuk en-g us üerji problemine bir şozüm oluşturmaktadır, bir başka etkin şozüm de kapasitanscü u s s cü udeğerini artırmaktır. Gelecek işin hedefimiz kısıtlı bir alan işerisinde daha yüksekg c c ukapasitans değerlerine ulaşabilecek yeni kapasitür tasarımları oluşturmak, bunung s o sişin de mikroakışkanlar teknolojisi gibi yeni yüntemlerden faydalanmaktır.c s oAnahtar kelimeler: Kendi gücünü sağlayan sistemler, mekanik-elektrik enerjiuuu gdünüşumü, elektrostatik enerji dünüşumü, değişken kapasitürler.o us ü u o us ü u gs o