[发明专利]可变电容系统

说明书

技术领域

本发明是利用在其端子施以电压，可以用來回复能量或是作为致动器的可变电容组件，特别是有关利用一个或是多个驻极体来偏压的可变电容组件。

背景技术

在能量回复的领域里，可变电容系统是大家所熟知的，而此系统会包含至少一个固定电极，以及至少一个可动的相反电极，并且有一空气间隙在两极之间。可动电极在某一精确时刻中，通过外部的震动以及对系统的充电放电而来移动，因此可将震动的能量转换为电能。

利用可变形的高分子形成空气间隙的系统也是大家所熟悉的，例如Claire Jean-Mistral，Skandar Basrour，Jean-Jacques Chaillout合着的「Dielectric polymer：scavenging energy from human motion 」，由Yoseph Bar-Cohen主编的「Electroactive Polymer Actuators and Devices 」(EAPAD)2008，发表于Proceedings of the SPIE，Volume 6927，pp.692716-1-692716-10(2008)。这些系统需要在每一周期对结构施以偏压来产生能量回复周期。上述的偏压需要电子装置来将电荷转移到静电结构上，提供随时可用的最小能量，以及侦测最大电容值。如此造成无法忽略的电能损失，且使得系统非常复杂。

利用驻电体来偏压电极也是大家所熟知的，如此就不需要每一周期都对结构施以偏压，也不需要控制充电放电。要提醒的是驻电体是一种储存电荷的电性绝缘物质，包括电子及离子。虽然驻电体可以强行偏压，但却无法导电。

利用驻电体来形成能量回复系统是大所熟知的。例如T.Tsutsumino，Y.Suzuki，N.Kasagi，K.Kashiwagi，Y.Morizawa于日本高松「Proceedings of the 23rd Sensor Symposium 2006」pp.521-524所发表的「Efficiency Evaluation of Micro Seismic Electret Power Generator 」。他们所发表的结构包含一个位在基电极的驻电体，两者并形成一个具有固定电容值的电容器，以及一个可动电极。可动电极和驻电体之间由一层空气层隔开，可动电极并和驻电体形成一个可变电容器。可动电极和驻电体平行移动。由可动电极和驻电体所形成的可变电容器其电容值的变化可通过相对的两表面的变化而得。

取决在可动电极的位置，电荷会通过基电极和可动电极之间的电荷电阻器，在基电极和可动电极之间做电荷的重新分布。

其它为人所熟知的利用驻电体的可变电组能量回复系统，例如「An Electret-based Electrostatic μ-generator 」，T.Sterken，P.Fiorini，K.Baert，R.Puers，G.Borghs发表于June 8-12，2003，美国波士顿「The 12th International Conference on Solid State Sensors，Actuators and Microsystems 」的TRANSDUCERS’03，0-7803-7731-1/03/$17.002003 IEEE 1291，pages 1291-1294，以及T.Sterken，P.Fiorini，G.Altena，C.Van Hoof和R.Puers发表的「Harvesting Energy from Vibrations by a Micormachined Electret Generator 」，1-4244-0842-3/07/$20.002007 IEEE，pages 129-132。

因此，最好是能够形成一个可变电组系统，此系统包含一个由可变形的介电材料所形成的空气间隙，就不会有跟偏压有关的问题。

本发明的目的是在提供一个可变电组系统，此系统包含一个由可弹性变形的材料所形成的空气间隙，且和目前的系统比起来是相当简单的设计。

发明内容

上述目的可通过一系统来完成，该系统包含至少两电极，两电极之间有一介电物质，其中至少一电极包含两部位，这两部位可以移动来互相靠近或是互相远离，其中有一驻电体位在该些部位之间。驻电体和第一电极共同形成第一可变电容器，和第二电极形成第二可变电容器。