共振の自己最適化機能により充電を継続可能なMEMS振動発電

• 研究課題/領域番号: 24K00947
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 本間 浩章 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (70833747)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2025年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2024年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 振動発電 / IoT / MEMS / 共振自動追従 / PLL

研究開始時の研究の概要

本研究では外部振動の周波数変動に連動してMEMS振動発電素子自身が共振を自動調整し、充電を継続する自己最適化機能の実現に挑戦する。特に、インピーダンス調整による振動発電の共振シフト効果を応用してPLL（Phase Locked Loop）とスイッチトキャパシタを振動発電に組み込むことで、振動状況の変化に応じてスイッチトキャパシタの充電量を自動調節し、容量性インピーダンスを制御する機能を実証する。本研究の実現は、振動発電の周波数への過敏さを緩和し、刻一刻と状況が変わる実環境での振動発電の利用を世界に先駆けて可能にする。