Interrupteur MEMS haute-tension à micro-plasma pour dispositifs RFID à récupérateurs d'énergie - application aux systèmes rotatifs

par Naida Hodzic

Projet de thèse en Electronique, Optronique et Systèmes

Sous la direction de Philippe Basset.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec ESYCOM - Electroniques, Systèmes de Communication et Microsystèmes (laboratoire) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Les systèmes de récupération d'énergie mécanique basés sur des pendules rotatifs permettent de récupérer efficacement l'énergie des vibrations (très) basses fréquences lorsque celles-ci sont multidirectionnelles. Le transducteur peut être intégré dans une montre ou sur un vêtement pour des applications sur la personne, ou directement excité par un fluide (vent, eau) pour des applications en extérieur en lien avec la ville et l'environnement. Pour ce type de dispositifs de faibles dimensions, la transduction électrostatique est particulièrement adaptées, surtout lorsqu'elle est associée à un circuit de conditionnent de type pompe de charge instable (type doubleur de Bennet) qui permet d'élever la tension sur le transducteur d'énergie à plusieurs centaines de volts et ainsi maximiser son efficacité. Se pose le problème de gérer ces hautes-tensions pour in-fine alimenter un système en tension continu autour de quelques volts. Nous proposons dans cette thèse d'étudier la possibilité d'utiliser des interrupteurs basés à la fois sur la loi de Pashen (le claquage de l'air) et l'instabilité électrostatique (pull-in), afin d'obtenir des actionnements autonomes et contrôlés à faible hystérésis autour de tension entre 200 et 1000 V.

  • Titre traduit

    Micro-Plasma HV MEMS Switch for Semi Active RFID Chip Powered by Electrostatic Kinetic Energy Harvester


  • Résumé

    Mechanical energy harvesting systems based on rotary pendulums effectively recover the energy of multidirectiona, (very) low frequency vibrations. The transducer can be integrated in a watch or on a garment for applications on the person, or directly excited by a fluid (wind, water) for outdoor applications in contact with the city and the environment. For this type of devices of small dimensions, the electrostatic transduction is particularly adapted, especially when it is associated with a conditioning circuit of the type of unstable charge pump (type Bennet doubler) which makes it possible to raise the tension on the transducer d energy to several hundred volts and thus maximize its efficiency. There is the problem of managing these high voltages in order to supply a system with DC voltage around a few volts. We propose in this thesis to study the possibility of using switches based on both Pashen's law (air breakdown) and electrostatic instability (pull-in), in order to obtain autonomous actuations and monitored at low hysteresis around voltage between 200 and 1000 V.