طراحی و شبیه سازی مبدل خازنی انرژی با مکانیزم افزایش فرکانس مکانیکی نوسانات بدن به منظور بهبود توان تولیدی

انرژی جنبشی در فرم های حرکت یا ارتعاشات از تنوع و وسعت زیادی در محیط اطراف بر خوردار می باشد. همچنین قابلیت کسب چگالی توان خوب باعث شده است که انرژی جنبشی یکی از گزینه های مناسب برای کسب انرژی باشد. با توجه به بررسی طراحی مولد های اینرسایی توان خروجی متناسب با می باشد، بدین معنی که توان خروجی متناسب با m و افزایش می یابد. اما باید نسبت فرکانسی منبع تحریک به فرکانس طبیعی مولد در نظر گرفته شود. مورد دیگری که باید مد نظر گرفت رنج فرکانسی پایین برای حرکت و نوسانات بدن می باشد. در نتیجه به منظور افزایش توان با توجه به محدودیت ساخت و حجم مولد با انتخاب بیشترین جرم ممکن برای سطح مشخص مولد، می توان با افزایش فرکانس نوسانات مکانیکی توان خروجی را بهبود داد. بدین منظور مولد خازنی الکترتی به طور حالت میرائی با فرکانس طبیعی بالا مورد استفاده قرار گرفته است و کل سیستم توسط دو تیر موازی معلق گردیده است. که شامل دو تیر متصل شده به هم با شکل اولیه کسینوسی می باشند. زمانی که این مکانیزم از مرکز آن به سمت پایین کشیده می شود ابتدا دچار خمیدگی می شود وسپس به حالت پایدار دوم پرش می کند. پرش به حالت پایدار دوم سبب شتاب بزرگ که می توان به عنوان یک تحریک ضربه در نظر گرفت. شتاب بزرگ یک جابه-جایی اولیه در مولد های فرکانس بالا القا می کند و مولد ها شروع به نوسان میرائی و در نتیجه تولید توان می کنند. با طراحی این مولد برای نوسانات بدن با فرکانس 1hz و دامنه نوسان 5mm به چگالی توان خزوجی 12µw/cm3 رسیدیم که با این روش نسبت به مولد های معمول خازنی توانستیم چگالی توان را حدود 6 برابر افزایش دهیم.