Electrostatic vibration energy harvester with 2.4-GHz Cockcroft–Walton rectenna start-up - Sorbonne Université Access content directly
Journal Articles Comptes Rendus. Physique Year : 2017

Electrostatic vibration energy harvester with 2.4-GHz Cockcroft–Walton rectenna start-up

Dispositif de récupération d'énergie vibratoire par transduction électrostatique, pré-chargé par une rectenna Cockcroft–Walton à 2,4 GHz

Abstract

In this paper, we propose the design, fabrication and experiments of a macro-scale electrostatic vibration energy harvester (e-VEH), pre-charged wirelessly for the first time with a 2.4-GHz Cockcroft–Walton rectenna. The rectenna is designed and optimized to operate at low power densities and provide high voltage levels: 0.5 V at 0.76 μW/cm 2 and 1 V at 1.53 μW/cm 2. The e-VEH uses a Bennet doubler as a conditioning circuit. Experiments show a 23-V voltage across the transducer terminal, when the harvester is excited at 25 Hz by 1.5 g of external acceleration. An accumulated energy of 275 μJ and a maximum available power of 0.4 μW are achieved.
Cet article propose la conception, la réalisation et les mesures d'un transducteur électrostatique, à base d'une capacité macroscopique, pré-chargé par une rectenna de type Cockcroft–Walton à 2,4 GHz. La rectenna est conçue et optimisée pour fonctionner à des niveaux de puissance faibles et fournir des tensions élevées : 0,5 V à 0,76 μW/cm2 et 1 V à 1,53 μW/cm2. Le transducteur électrostatique utilise le circuit de conditionnement de Bennet. Les mesures du système complet montrent des tensions supérieures à 23 V aux bornes du transducteur, lorsqu'il est excité à 25 Hz et avec une accélération externe de View the MathML source1,5g. Une énergie cumulée de 275 μJ et une puissance disponible de 0,4 μW ont pu être obtenues.
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hal-01434988 , version 1 (13-01-2017)

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Hakim Takhedmit, Zied Saddi, Armine Karami, Philippe Basset, Laurent Cirio. Electrostatic vibration energy harvester with 2.4-GHz Cockcroft–Walton rectenna start-up. Comptes Rendus. Physique, 2017, 18 (2), pp.98-106. ⟨10.1016/j.crhy.2016.12.001⟩. ⟨hal-01434988⟩
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