隨著物聯網(Internet of Things)的發展，無線自動化感測器的需求日漸提升，此類應用須確保裝置所需電源的供應，而在面對可能的惡劣環境下，傳統的化學電池由於在釋能過程會產生高溫且需要定期的進行更換，除了對於裝置有安全上的疑慮之外，對於環境也將造成不小的衝擊。因此，近年來能量擷取(Energy harvesting)的概念被提出，透過擷取環境能源，可為裝置提供一個相較於傳統電池更安全且永續的電源。 過去兩年已有許多能量擷取系統介面電路被提出，本研究將提出一個全新架構，使用壓電震盪器的同步切換能量擷取系統(Synchronized Switch Harvesting Using a Piezoelectric Oscillator，SSHO)(圖一)， 透過外接去耦合高頻壓電震盪器(decoupled high-frequency piezoelectric oscillator)及開關的連續切換，無須任何電感即可實現電壓翻轉，進而提升轉換效率及輸出功率，相較於直接短路切換(short-circuit switch，SSHS)的電壓轉換方式，本實驗增加了30%以上的轉換效率(圖二)，而在與一組切換式電容翻轉的比較下，同樣使用一組開關及震盪器在本次實驗中明顯有更好的電壓翻轉效果(圖三)，這是由於震盪器內部結構使得電壓翻轉過程中有額外的電壓上升或下降。因此，在無電感式介面電路的潮流下， 本研究成功地透過市售壓電震盪器取代傳統外接電感元件，並在未來可望透過介面電路與微型壓電能量擷取元件進行封裝整合，藉此減少擷取能量過程的耗損並縮小整體系統之體積。（吳文中教授提供） 圖一、使用壓電震盪器的同步切換能量擷取系統圖示 圖二、SSHO與SSHS在擷取功率的比較 圖三、與切換式電容在電壓翻轉過程比較
隨著物聯網(Internet of Things)的發展，無線自動化感測器的需求日漸提升，此類應用須確保裝置所需電源的供應，而在面對可能的惡劣環境下，傳統的化學電池由於在釋能過程會產生高溫且需要定期的進行更換，除了對於裝置有安全上的疑慮之外，對於環境也將造成不小的衝擊。因此，近年來能量擷取(Energy harvesting)的概念被提出，透過擷取環境能源，可為裝置提供一個相較於傳統電池更安全且永續的電源。
過去兩年已有許多能量擷取系統介面電路被提出，本研究將提出一個全新架構，使用壓電震盪器的同步切換能量擷取系統(Synchronized Switch Harvesting Using a Piezoelectric Oscillator，SSHO)(圖一)， 透過外接去耦合高頻壓電震盪器(decoupled high-frequency piezoelectric oscillator)及開關的連續切換，無須任何電感即可實現電壓翻轉，進而提升轉換效率及輸出功率，相較於直接短路切換(short-circuit switch，SSHS)的電壓轉換方式，本實驗增加了30%以上的轉換效率(圖二)，而在與一組切換式電容翻轉的比較下，同樣使用一組開關及震盪器在本次實驗中明顯有更好的電壓翻轉效果(圖三)，這是由於震盪器內部結構使得電壓翻轉過程中有額外的電壓上升或下降。因此，在無電感式介面電路的潮流下， 本研究成功地透過市售壓電震盪器取代傳統外接電感元件，並在未來可望透過介面電路與微型壓電能量擷取元件進行封裝整合，藉此減少擷取能量過程的耗損並縮小整體系統之體積。（吳文中教授提供）
圖一、使用壓電震盪器的同步切換能量擷取系統圖示
圖二、SSHO與SSHS在擷取功率的比較 圖三、與切換式電容在電壓翻轉過程比較