应增加有效的机电耦合系数Κ以提供最佳的输出功率cK可以用材

料特性和系统几何尺寸来表示。基于一组略有不同的符号表示,分别给出了用于静电和电磁能量采集器的表达式[5:]。对于静电能量采集器,Κ通过最大化极化电压和振动引起的单位位移的电容变化(由于这个原因使用梳齿驱动设计)来优化。在采用电磁换能的能量采集器的情况下,具有小电感的线圈是必不可少的,并且应该最大化单位位移质量块线圈的磁通量的变化。对于压电复合材料弯曲结构,通过使用具有较大压电常数的材料,并通过实现载体材料的厚度与压电材料的厚度之间的比率来优化K。在本章参考文献[⒍]中,Κ值范围从基于MEMS的AlN采集器的0。∞到基于陶瓷PZT的0.3。这个事实表明,基于弯曲结构的陶瓷PZT更适合于能量采集。然而并不是这样,因为这些器件的品质因数小于基于MEMS技术的AlN采集器的品质因数。使用MEMS制造的压电采集器可以获得数百到数千的范围内的品质因数[59],而使用基于弯曲陶瓷PZT获得的品质因素Qm通常小于100。

 OPA2244UA/2K5

   在发电量方面,假如Κ和Qm假定是相同的,3个转换机制是等价的c但是,当考虑制造技术时,结论不再有效。相对的传统工艺制造的大器件,电磁转换通常被优先选择,因为相关的制造工艺便宜且良好。对于通过MEMS技术制造的小型化器件,情况并非如此。从与硅技术兼容的工艺制程的互连观点看,磁性材料是有问题的。这个微机械线圈的设计也不明确c从这个方面看,静电和压电系统(基于IC工艺兼容的材料,例如氮化铝)更便于实现。通常,这种MEMS能量采集器的质量m从数十到数百mg,谐振角频率ω0的范围从500~10OO0rad/s。通常遇到的Κ和Qm的值已经在前面提到了。