專利名稱：電源設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源設(shè)備和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及一種具有長 儲能時間和/或長能量備用時間的提供電功率的電源設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如電池、燃料電池、太陽能電池的常規(guī)電源設(shè)備和系統(tǒng)用于對各種 各樣的電力設(shè)備供給穩(wěn)定且連續(xù)的電功率。這些電池或燃料電池通常涉 及把化學能或光能轉(zhuǎn)換成電能，且在許多便攜式電子電路應(yīng)用中是必不 可少的。然而，這些類型的電源受限于由高的電泄漏所致的短的儲存壽 命。因此如果不進行充電或替換，這些類型的電源沒有長的備用時間。 此外，這些類型電池的物理尺寸難以小型化，并且由于它們精密的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致成本相對較高。
對于電能量儲存，由于電泄漏電容器也不適合長時間儲存能量。這
樣，對于一些需要長的能量備用時間的應(yīng)用，如便攜式射頻識別(RFID ) 設(shè)備，特別是那些用于防篡改標志電子密封的設(shè)備，常規(guī)的電池、燃料 電池和電容器不是優(yōu)選的。具體而言，常規(guī)電池裝置對于用于防篡改標 志電子密封的RFID標簽沒有顯著意義，其中低但長時間的備用功率僅 短暫地用于傳輸RF信號、有時在電池壽命期間僅一次。對這樣短暫但 需要長備用時間的低功率供給，當前沒有合適的電源設(shè)備或系統(tǒng)。RFID 系統(tǒng)和應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展受限于有效且合適的電源設(shè)備的缺乏。
許多能量收集機制被研究用于RF系統(tǒng)和應(yīng)用，包括能夠把光能、 磁能、熱能和機械能轉(zhuǎn)換成電力的設(shè)備和系統(tǒng)。然而，這些類型的能量 轉(zhuǎn)換設(shè)備和系統(tǒng)具有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。此外，這些類型的設(shè)備和系統(tǒng)不 適合在其中沒有其它類型能量源可用的應(yīng)用中使用。例如，對于靜止物 體而言機械源不可利用，對于在黑暗中的物體而言光源不可利用等等。 特別地，RF標簽被用于防篡改標志電子密封也是這種情況。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明的實施例提供了一種用于要求長的備用時間和小的物理尺
寸的應(yīng)用的電源設(shè)備和系統(tǒng)，如便攜式RF系統(tǒng)、RF-ID標簽、特別是 用于防篡改標志電子密封。
一方面，根據(jù)本發(fā)明實施例的電源設(shè)備具有其中保持電極化的電極 化元件。電極形成在電極化元件的表面，且電極化在電極上產(chǎn)生電勢。 伴隨改變電極上的電勢，電路可以與電極化元件耦合以控制在電極上吸 引和分布的外部電荷。通過控制外部電荷的分布，電極可以輸出電流。 電極化元件可以由鐵電材料制作，鐵電材料包括鐵電體陶瓷、鐵電多層 陶瓷、鐵電單晶、鐵電薄膜、鐵電厚膜和鐵電聚合物或者任意其它的其 中保持電極化的材料。與常規(guī)的電源設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明制作的電源 設(shè)備和系統(tǒng)具有很長的能量儲存時間和備用時間、小的尺寸且適合向包 括RF系統(tǒng)的許多應(yīng)用供給電功率。


本發(fā)明的這些及其它的方面和優(yōu)點將通過附圖詳細地描述如下
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電源設(shè)備的示意圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的電源設(shè)備的示意圖3、 4和5是示出了根據(jù)本發(fā)明的更多不同實施例的電源設(shè)備的 示意圖6A、 6B和6C是示出了當與不同類型的電子電路耦合時根據(jù)本 發(fā)明的實施例的電源設(shè)備的示意圖7是示出了根據(jù)圖3所示的實施例的制備樣本的實驗結(jié)果的曲線
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的RFID系統(tǒng)的示意圖9是示出了根據(jù)如圖3所示的但二極管方向被反轉(zhuǎn)的又一個實施 例的制備樣本的進一步實驗結(jié)果的曲線圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實施例，存在于結(jié)構(gòu)不對稱以及電不對稱元件中的電極化被應(yīng)用于電源。為了進行例示，鐵電材料被用作電極化元件的一個 例子來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的電源設(shè)備和系統(tǒng)。然而，應(yīng)該理解本發(fā) 明不只限于由鐵電材料制作的電源設(shè)備和系統(tǒng)。其它的具有類似性質(zhì)的 材料，如正電荷中心不完全與負電荷中心重疊的材料，也適合以類似于 鐵電材料的方式來制作電源設(shè)備。這些其它的材料可以包括例如石英、
ZnO、 AIN等等。
以鐵電材料為例，鐵電性被定義為存在于材料(即鐵電材料)中的 自發(fā)電極化的物理現(xiàn)象，且材料(鐵電元件)中的電極化通過所施加的 外電場可以從一個方向重新定向至另一個方向。重新定向過程涉及晶體 內(nèi)(或者陶瓷材料中個體晶粒內(nèi))的兩個或更多的磁疇狀態(tài)(domain states )。在極化時，凈正電荷出現(xiàn)在鐵電元件的一個表面附近，且凈負 電荷出現(xiàn)在相對的表面附近。
在鐵電元件的表面上，由于極化鐵電元件產(chǎn)生的剩余電極化，外部 電荷將聚集以屏蔽在元件內(nèi)部的極化。根據(jù)本發(fā)明實施例的電源機制要 控制在極化鐵電元件表面聚集的表面電荷的分布。
現(xiàn)在參見圖1，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電源設(shè)備 100。設(shè)備100包括電極化元件，例如電極化形成在內(nèi)部的電極化鐵電 元件IIO。在本實施例中，在元件被給予電極性后，電極化鐵電元件110 具有形成于元件內(nèi)部的剩余電極化111。給予電極性是以下的過程，其 中外電場施加于鐵電元件，以使得電偶極和鐵電元件的磁場沿著外電場 重新定向。在給予電極性之后，電偶極的至少一部分重新定向且極化保 持沿著外電場方向，即使電場移開后極化仍保持沿著外電場方向，引起 在鐵電元件110內(nèi)部產(chǎn)生凈正電荷122和凈負電荷124。為了進行例示， 凈正電荷122示于電極化鐵電元件110的靠近底表面112的位置，且凈 負電荷124示于電極化鐵電元件110的靠近頂表面114的位置。
鐵電元件110具有分別形成于底表面112和頂表面114的底電極132 和頂電極134。因此，剩余電極化111在第一電極132和第二電極134 上產(chǎn)生電勢。
當置于周圍具有外部電荷或者粒子的環(huán)境中，如在標準大氣環(huán)境 中，且由于鐵電元件110中剩余極化的靜電相互作用，負電荷142將被 吸引到底電極132，并且正電荷144將被吸引到頂電極134,負電荷142與正電荷144主要都來自周圍的環(huán)境。當在底電極和頂電極的靜電荷的 電位平衡時，底電極132和頂電極134可以停止吸引外部電荷。
當極化鐵電元件110電連接到諸如具有并聯(lián)連接的電阻器12和電容 器14的外電路的負載10時，并且當控制開關(guān)150閉合時，底電極132 和頂電極134的電邊界條件將改變，引起負電荷142和正電荷144中的 一部分流過負載電路IO。因此，瞬變電流被供給至負載10。電源設(shè)備 即在本實施例中的電極化鐵電元件110，現(xiàn)在可以通過與負載10的耦合 來供給瞬變電流。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電源設(shè)備200。電源設(shè)備 200包括電極化鐵電元件210，其具有產(chǎn)生于靠近底表面212的凈正電 荷222，和產(chǎn)生于靠近頂表面214的凈負電荷224。此外，鐵電元件210 以類似于圖l所示的鐵電元件IIO的方式，被形成為具有底電極232和 頂電極234。因此，鐵電元件210中的剩余電極化211在第一電極232 和第二電極234上產(chǎn)生電勢。
在本實施例中，電源設(shè)備200包括電耦合于底電極232和頂電極234 之間的開關(guān)260。當開關(guān)260打開時，底電極232和頂電極234以類似 于如圖1所示的方式吸引外部相反極性的電荷242和244，直至達到第 一平衡狀態(tài)。這里，第一平衡狀態(tài)指當開關(guān)260打開時，由鐵電元件210 的剩余電極化211產(chǎn)生的電勢被底電極232和頂電極234的電荷242和 244中和的情況。
在備用狀態(tài)時，開關(guān)260先閉合以形成底電極232和頂電極234之 間的短路262。之后，夕卜電荷242和244中的一部分將通過短路262重 新分布，引起第一平衡狀態(tài)打破且第二平衡狀態(tài)建立。第二平衡狀態(tài)指 以下情況，其中由鐵電元件210中的剩余電極化211產(chǎn)生的電勢被短路 262 (當開關(guān)260閉合時)和底電極232與頂電極234上的電荷242和 244中的剩余部分中和。
當需要供給電流時，開關(guān)260打開以斷開短路262，第二平衡狀態(tài) 由此被打破。這樣將引起底電極232和頂電極234上的電勢改變。因此， 瞬變電流將流過連接于底電極232和頂電極234的端子252和254，因 此電源裝備200可以供給電流給負載20 。
8圖3至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的使用兩件電極化鐵電元 件的電源系統(tǒng)。這些實施例中的鐵電元件基本上與圖l和圖2所示的相 同。
在圖3中，電源系統(tǒng)300包括經(jīng)由開關(guān)360互相耦合的兩個鐵電元 件310a和310b。產(chǎn)生第一鐵電元件310a的凈正電荷324a的陽極334a 經(jīng)由開關(guān)360耦合到產(chǎn)生第二鐵電元件310b的凈負電荷324b的陰極 334b。此外，第一鐵電元件310a的陰極332a與第二鐵電元件310b的 陽極332b耦合。當開關(guān)360打開時，外部電荷342a、 344a、 342b、 344b 被各自的陽極和陰極吸引，直到第一平衡狀態(tài)建立。在第一平衡狀態(tài)， 當開關(guān)360打開時，由第一鐵電元件310a的剩余電極化產(chǎn)生的電勢被 底電極332a和頂電極334a上的電荷342a和344a中和。
對于電源設(shè)備300,首先開關(guān)360閉合以連接第二元件310b到第一 元件310a。之后外部電荷342a和344a中的一部分通過連接到第二元件 310b而重新分布，引起第一平衡狀態(tài)打破且第二平衡狀態(tài)建立。在第 二平衡狀態(tài)，由第一鐵電元件310a的剩余電極化產(chǎn)生的電勢被第二元 件310b和底電極332a與頂電極334a上的電荷342a和344a中的剩余 部分中和。
當需要供給電流時，開關(guān)360被打開以從第一元件310a斷開第二 元件310b，且因此第二平衡狀態(tài)被打破。這將引起底電極332a與頂電 極334a上的電勢的建立。因此，瞬變電流將流過連接在底電極332a與 頂電極334a的端子352和354,因此電源系統(tǒng)300可以供給電流到負載 30。
在一個優(yōu)選的實施例中，兩個鐵電元件310a和310b是相同的。
圖4所示的電源系統(tǒng)400具有基于圖3所示的電源系統(tǒng)300的改型 配置。兩個鐵電元件410a和410b經(jīng)由兩個開關(guān)460和470而互相耦合， 且相對極性的電極相互耦合。當開關(guān)460和470打開時，第一鐵電元件 410a的電極吸引外部電荷到它的電極上，引起在第一鐵電元件410a中 的第一平衡狀態(tài)的建立。
對于電源設(shè)備400，首先開關(guān)460和470都閉合以連接第二元件410b 到第一元件410a。之后第一元件410a的外部電荷的一部分通過連接到第二元件410b而重新分布，引起第一平衡狀態(tài)被打破且第二平衡狀態(tài) 建立。在第二平衡狀態(tài)，第一鐵電元件410a的剩余電極化產(chǎn)生的電勢 通過第二元件410b和第一元件410a的電極上的電荷中的剩余部分中 和。
當需要供給電流時，開關(guān)460和470都打開以從第一元件410a斷 開第二元件410b,且因此第二平衡狀態(tài)被打破。這將引起第一元件410a 的電極上的電勢的建立。因此，瞬變電流將流過連接到第一元件410a 的電極的端子452和454，因此現(xiàn)在電源系統(tǒng)400可以供給電流到負載 40。
在一個優(yōu)選的實施例中，兩個鐵電元件410 a和410b是相同的。
圖5所示的電源系統(tǒng)500在圖3所示的電源系統(tǒng)300的基礎(chǔ)上具有 進一 步改型的配置。電源系統(tǒng)500具有兩個互相串聯(lián)耦合的電極化鐵電 元件510a和510b,且鐵電元件510a的頂電極534a物理地接觸第二鐵 電元件510b的底電極532b。鐵電元件510a的底電極532a電耦合到第 二鐵電元件510b的頂電極534b，并電耦合到第一端子552。第二端子 554結(jié)合到電極534a。
通過^f吏笫一和第二鐵電元件510a和510b在相對的極化端子處物理 地彼此接觸，可以防止將外部電荷吸引到接觸表面，即第一鐵電元件 510a的頂電極534a和第二鐵電元件510b的底電極532b將吸引顯然更 少的外部電荷。原因是靠近接觸界面的相反符號的電荷可以互相屏蔽。 當外部電荷542a和544b被吸引到各自的電極532a和532b上時，堆疊 的第一和第二鐵電元件510a和510b達到第一平衡狀態(tài)。
當?shù)谝缓偷诙F電元件510a和510b迅速物理地分開時，先前接觸 的電極534a和532b分開，且靠近表面的未被屏蔽的凈電荷暴露在周圍 的環(huán)境中，引起在其上吸引外部電荷，且因此引起第一平衡狀態(tài)被打破。 分開之后，端子544仍然與第一鐵電元件510a的頂電極534a連接但卻 從第二鐵電元件510b的底電極532b斷開。之后電荷流向負載50,試 圖恢復(fù)平衡狀態(tài)，且因而通過負載50產(chǎn)生瞬變電流。
根據(jù)本實施例的電源系統(tǒng)對旨在檢測物理位移的應(yīng)用特別有用。在 一個實施例中，第一極化鐵電元件可以附接到密封的一部分，且第二極化鐵電元件可以附接至密封的另一部分。在另一個實施例中，物體的物
理位移用于接通/關(guān)斷開關(guān)。之后第一和第二極化元件根據(jù)圖5所示的 方式或者如圖1-4所示的開關(guān)那樣被電連接到作為負載而連接的報警裝 置。當密封被破壞或當開關(guān)觸發(fā)時，電流從極化元件產(chǎn)生以供給報警裝 置，該報警裝置可以是RF發(fā)射機。因此密封的破壞或者開關(guān)的觸發(fā)可 以被檢測到。
各種電子電路可以與根據(jù)本發(fā)明所示的電源設(shè)備和系統(tǒng)一起使用， 以滿足各種不同的應(yīng)用。例如，二極管、電容器和/或電感器可以在電 源設(shè)備或系統(tǒng)中作為濾波器、整流器和/或短時電力儲藏器或短時電力 儲存器使用。如圖6A、 6B和6C所示，代替圖3、 4和5所示的單個二 極管作為整流器，包括全波整流器、二倍增壓電路(其從 Cockroft-Walton多倍增壓電路演化而來)或具有電感器、電容器和二 極管的濾波器/儲存器電路模塊的二極管、電容器和/或電感器的其它配 置也可以使用以耦合到電源設(shè)備600。 一個電容器或者多個電容器可以 用作短時電荷儲存電路以控制瞬時放電過程或者供電時段。
以根據(jù)圖3所示實施例的電源設(shè)備為例來示出實驗結(jié)杲，其具有以 下的性質(zhì)/參數(shù)
鐵電材料類似鐵電鋯鈦酸鉛(PZT)
陶資盤cj)25xlmm;電容值5.7-5.8nF; tg 5 : 0.003。
電容器100nF;
開關(guān)開/關(guān)單極開關(guān)；
電阻器三個不同的值100KQ、 1MQ和10MQ;
二極管肖特基勢壘，1N4148或者等效的。
示波器用來記錄所獲得的數(shù)據(jù)/波形。在此情況下，波形表示RC負 載的關(guān)于時間的瞬時電壓曲線。圖7示出了通過測量獲得的實驗結(jié)果。 圖7的三條曲線對應(yīng)由不同的電阻值實驗?zāi)M的三個不同的電流需求， 曲線710、 720和730分別對應(yīng)IOOKD電阻器、1MO電阻器和10MQ 電阻器。上升的電流對應(yīng)較小的電阻負載，能量消耗越快，從而導(dǎo)致下 降的電壓輸出越快。對于IOOKQ的負載，在二極管之后所測量的放電電壓通常峰值在0.60至0.75V的范圍內(nèi)，且具有7.5 ji A的最大峰值電流。持續(xù)時間(認為從90%到10%)依負載從8亳秒( msec )到少于0.2毫秒變化。對于100KQ的負載、峰值功率大約是5.6jiW;對于1MO的負載、峰值功率大約是0.36|11\￥。
觀察到，通過接通和關(guān)斷開關(guān)360短時功率被重復(fù)地提供。圖7的三條曲線也可從一對相同的鐵電元件獲得，且在三個測試之間無任何再形成極性(re-poling)的過程。
又一結(jié)果可見于圖9,其中使用另外兩個鐵電鋯鈦酸鉛盤，對于100KQ負載獲得2.5V的放電峰值電壓和62 n W的最大輸出功率。除了二極管方向反轉(zhuǎn)以外，利用圖3所示實施例獲得該結(jié)果。該功率可以用于許多不同的電子應(yīng)用，且足以滿足RF信號傳輸。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解盡管在本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中僅使用了體鐵電陶瓷盤，其它具有剩余電極化的材料也可以用于根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備和系統(tǒng)。這些其它類型適用材料的例子包括，但不限于，鐵電單晶、鐵電組合物、鐵電薄膜和鐵電厚膜、鐵電多層材料、鐵電聚合物，以及所有其它電極化材料。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用電源設(shè)備或系統(tǒng)的RFID系統(tǒng)800。作為一個應(yīng)用例子，根據(jù)本發(fā)明實施例的電源設(shè)備或系統(tǒng)用于供給功率給低功率RFID發(fā)射機812。 RFID發(fā)射機812可以通過天線810發(fā)射預(yù)記錄信號給預(yù)定的接收機(未示出)。短時電源設(shè)備818可選地通過整流器816、濾波器和儲存電路814耦合到RFID發(fā)射機812， RF信號發(fā)射被同時觸發(fā)。從概念上來說，基本上RF發(fā)射模塊設(shè)計與現(xiàn)有的便攜式RF系統(tǒng)的發(fā)射模塊設(shè)計相同，但是電源設(shè)備818代替了包括各種電池、太陽能電池或者任何其它現(xiàn)有的已知功率提取機構(gòu)的常規(guī)能量源。
在一個應(yīng)用中，此處所爿>開的短時電源系統(tǒng)也可應(yīng)用于RFID系統(tǒng)特別是應(yīng)用于防篡改標志電子密封。本發(fā)明的長備用時間、簡單的結(jié)構(gòu)和低成本對于防篡改標志電子密封的RFID應(yīng)用特別有用。
雖然已經(jīng)在上述具體實施方式
中描述了并結(jié)合附圖示出了本發(fā)明的實施例，但應(yīng)理解到本發(fā)明不局限于已公開的實施例，在不脫離以下權(quán)利要求所闡明和詳述的本發(fā)明的精神的情況下，能夠進行許多調(diào)整、改型、替代和變換。
權(quán)利要求
1.一種電源設(shè)備，包括具有電極化的第一電極化元件；其中所述電極化在所述第一電極化元件上感應(yīng)電荷；以及其中所述電源設(shè)備在感應(yīng)電荷變化時供給電功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源設(shè)備，其中所述第一電極化元件包括 形成于第一表面上的第一電極；以及形成于第二表面上的第二電極，其中所述第二表面在所述電極化元件 的所述第 一表面的相對側(cè)，并且其中所述電極化在所述第 一電極和所述第 二電極上感應(yīng)電荷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源設(shè)備，還包括與所述第一電極和所述第二電極耦合的電路，其中所述電路在第一連 接和第二連接之間是可切換的，所述第一連接用以在所述第一電極和所述 第二電極上建立電荷的平衡狀態(tài)，且所述第二連接用以打破所述平衡狀態(tài) 以在所述第一電極和所述第二電極上建立電勢。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中所述第一連接和所述第二連 接之一是短路連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中所述第一連接和所述第二連 接之一是開路電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中當所述電路將所述第一電極 和所述第二電極耦合到負載時，所述電勢建立在所述第一電極和所述第二 電極上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中所述電路包括耦合在所述第 一電極和所述第二電極之間的開關(guān)，其中閉合所述開關(guān) 則在所述第一電極和所述第二電極之間形成短路以建立在所述第一電極 和所述第二電極上的電荷的平衡狀態(tài)，且打開所述開關(guān)則打破所述平衡狀 態(tài)以建立所述電勢。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，還包括與所述第 一 電極化元件耦合的第二電極化元件，其中耦合所述第二元件到所述第一元件則在所述第一電極化元件的所述第一電極和所述第二 電極上建立電荷的平衡狀態(tài)，且將所述第二電極化元件與所述第一電極化 元件去耦合則打破所述平衡狀態(tài)以建立所述電勢。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源設(shè)備，其中所述第二電極化元件的每個 電極與所述第一電極化元件的具有相反極性的的電極耦合以建立所述平 衡狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源設(shè)備，還包括通過將所述第二電極化元件的電極與所述第一電極化元件的具有相 反極性的的電極進行物理接觸而形成的接觸界面，用以減少在物理接觸的 電極處的外部電荷的吸引，且其中所述物理接觸的電極的分離建立所述電 勢。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源設(shè)備，其中所述第二電極化元件的每 個電極與所述第 一 電極化元件的電極去耦合以建立所述電勢。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源設(shè)備，其中所述第一電極化元件和所 述第二電極化元件是相同的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中所述第一電極化元件是電 極化鐵電元件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電源設(shè)備，其中所述電極化鐵電元件的材 料選自鐵電體陶瓷、鐵電多層陶瓷、鐵電單晶、鐵電薄膜、鐵電厚膜和鐵 電聚合物。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電源設(shè)備，其中所述電極化鐵電元件具有 剩余電極化以感應(yīng)所述電荷。
16. —種電源系統(tǒng)，其包括多個如權(quán)利要求l所述的電源設(shè)備。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源設(shè)備，還包括與所述第一電極化元件耦合的電流濾波器電路，其中所述電流濾波器 電路供給濾波電流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源設(shè)備，還包括與所述第一電極化元件耦合的電流整流器電路，其中所述電流整流器 電M給整流電流。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源設(shè)備，還包括與所述第一電極化元件耦合的短時電荷儲存器電路，其中所述短時電 荷儲存器電路在受控期間供給電流。
20. —種RF系統(tǒng)，包括RF i殳備和耦合到所述RF i殳備并向所述RF 設(shè)M給電流的電源設(shè)備，其中所述電源設(shè)備是權(quán)利要求1所述的電源設(shè) 備。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的RF系統(tǒng)，其中來自所述電源設(shè)備的電功 率用于發(fā)射RF信號。
22. —種用于向負載供給功率的方法，包括在形成于第一電極化元件的第一表面上的第一電極和形成于所述第 一電極化元件的第二表面上的第二電極上感應(yīng)電荷，其中所述第二表面在 所述電極化元件的所述第一表面的相對側(cè)；以及在第一連接和第二連接之間對連接所述第一電極和所述第二電極的 電路進行切換，所述第一連接用以建立所述第一電極和所述第二電極上的 電荷的平衡狀態(tài)，所述第二連接用以打破所述平衡狀態(tài)以在所述第一電極 和所述第二電極上建立電勢。
全文摘要
具有電極化元件的電源設(shè)備和系統(tǒng)，在該電極化元件中剩余電極化形成且保持。電極形成于電極化元件上并且剩余電極化在電極上產(chǎn)生電勢。電路與電極化元件耦合以控制在電極上吸引和分布的外部電荷。為了在電極上建立電勢，電極可以通過控制外部電荷分布而輸出電流。電極化元件可以由鐵電材料制成，鐵電材料包括鐵電體陶瓷、鐵電多層陶瓷、鐵電單晶、鐵電薄膜、鐵電厚膜和鐵電聚合物，以及一切其它的其中具有保持電極化的材料。對于許多包括RF系統(tǒng)的應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明制作的電源設(shè)備和系統(tǒng)具有很長的備用時間，小的尺寸和高的效率。
文檔編號H02J11/00GK101682215SQ200780035336
公開日2010年3月24日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者奎 姚, 陳怡淵 申請人:新加坡科技研究局