MicroGen Systems 公司(下稱“MicroGen”) 近日于美國伊利諾伊州羅斯蒙特舉辦的“Sensors Expo and Conference”展覽會(會期為2013 年6 月5 日至6 日) 上宣布：振動能量收集BOLT Power Cell(見圖1) 實現了一款實時無線傳感器網絡(WSN)，其采用凌力爾特(Linear Technology) 公司的Dust Networks LTC5800-IPM SmartMesh™ IP 片內微塵(觀看類似的演示視頻短片– 凌力爾特演示)。凌力爾特微塵由MicroGen 的壓電式微機電系統(壓電式MEMS) 振動能量收集器或微功率發電機(MPG) 技術進行供電。

圖1：圖中所示為基于MicroGen 壓電MEMS 的微功率AC 發電機，Power Cell  (9V 電池外形) 具有3.3V DC 輸出，以及采用一個超級電容器或一個可再充電電池(可使用固態電池或鋰離子幣形電池) 的插入式Energy Cell 以提供附加的儲能容量。

凌力爾特WSN 包括4 個微塵，并采用了高效功率受控型通信的WSN 軟件。自供電式微塵由設定在120Hz 典型工業振動級和0.2g (g = 9.8 m/s²) 加速度G 級的電子振動器使能。MicroGen 把這種由振動提供電能的微塵擺放在凌力爾特的展臺和X-FAB MEMS Foundry 的展臺。這些微塵距離MicroGen 的展臺大約20~30 米。這是由一家商業公司完成首個全采用MEMS 能量收集進行供電的WSN。

在MicroGen 公司BOLT Power Cell 的內部是一個小型半導體MEMS 芯片，其采用類似于計算機芯片行業的工藝進行制造。該芯片是一個面積約為1.0cm² 的壓電式MEMS MPG，其包括一個含有壓電式薄膜的末端質量加載微懸臂。當MPG 的懸臂由于外部振動力的原因而上下彎曲時，將產生交流(AC) 電。在諧振時AC 功率輸出達到最大，此時其大約為100μW (在120Hz 和≥ 0.1g) 和900μW (在600Hz 和≥0.5g)。

采用凌力爾特的LTC3588-1 壓電式能量收集AC 至DC 轉換器時，可將AC 高效地轉換為DC。在采集了能量之后，將其暫時存儲在一個300μF 的電容器中。Power Cell 的功率輸出范圍介于25μW 至500μW 之間(在3.3V DC 電壓下)，具體數值取決于配置和頻率。BOLT Power Cell 可用來實現許多不同制造商的無線傳感器微塵。

最低限度，BOLT Power Cell 就是一個電池替換部件，其采用了振動能量，而不是利用對環境有害的材料所產生之化學能源。目的是免除WSN 工業和建筑應用中的主電池或可再充電電池，或延長這些電池的壽命，在此類應用中，若要在安裝好的WSN 中以人工方式頻繁更換電池，這非常耗費成本。Power Cell 將在介于100Hz 至1500Hz 的50/60Hz 諧波下提供。MicroGen 的MPG 和Power Cell 對于低加速度的G 級是非常敏感的。在某一特定的工業特征頻率下，當G 級<0.1~0.5g (取決于頻率) 時Power Cell 將使能附接的WS 微塵。在量產的情況下，MPG 和Power Cell 的生產成本估計分別為0.50 美元和1.00 美元左右。

凌力爾特Dust Networks 產品組總裁Joy Weiss 指出：“看到MicroGen 為實現自供電型SmartMesh 無線傳感器所取得的能量收集技術進步，我感到十分高興。”

凌力爾特公司波士頓設計中心總監Sam Nork 表示：“在MicroGen的演示中，將其壓電式采集芯片與凌力爾特的LTC3588 壓電轉換器整合在一起，這是可為WSN 應用有效地產生DC 電流的完美搭配。”

MicroGen 的首席執行官Robert Andosca 表示，“能夠展示一款可實現凌力爾特SmartMesh 無線微塵的低成本能量收集器解決方案，我們感到非常欣喜。我們的目標是提供具備可被目前市面上所有無線傳感器產品所使用的一種壓電式MEMS 收集器。我們的BOLT Power Cell 是達到這一目標的首個產品實例，其具有一個基于商用MEMS 的能量收集發電機組件。”

MicroGen 在6 月的傳感器博覽會上推出了它們的BOLT 產品線。MicroGen 計劃于2013 年夏季末宣布其產品的供貨情況。最初，MicroGen 將提供100Hz、120Hz 和600Hz 的MPG 和BOLT Power Cell。如需獲得額外的能量存儲容量，則可利用(a) 22mF Panasoic 超級電容器、(b) 50μA-hr Cymbet Corporation固態電池、以及(c) 7.0mA-hr Panasonic 可再充電幣形電池來提供插入式BOLT Energy Cell。請登錄BOLT 產品網頁，該網頁包含了至所有MicroGen 產品數據表的鏈接。