IEC 62969-3:2018

Semiconductor devices - Semiconductor interface for automotive vehicles - Part 3: Shock driven piezoelectric energy harvesting for automotive vehicle sensors

IEC 62969-3:2018 describes terms, definitions, symbols, configurations, and test methods that can be used to evaluate and determine the performance characteristics of mechanical shock driven piezoelectric energy harvesting devices for automotive vehicle sensor applications.
This document is also applicable to energy harvesting devices for motorbikes, automobiles, buses, trucks and their respective engineering subsystems applications without any limitations of device technology and size.

Dispositifs à semiconducteurs – Interface à semiconducteurs pour les véhicules automobiles – Partie 3 : Récupération de l’énergie piézoélectrique produite par les chocs pour les capteurs de véhicules automobiles

L’IEC 62969-3:2018 décrit les termes, définitions, symboles, configurations et les méthodes d’essai pouvant être utilisés pour apprécier et déterminer les caractéristiques de performance des dispositifs de récupération de l’énergie piézoélectrique produite par des chocs mécaniques pour des applications mettant en œuvre des capteurs de véhicules automobiles.
Le présent document est également applicable aux dispositifs de récupération d’énergie pour les motos, les automobiles, les bus, les camions ainsi que leurs applications d’ingénierie aux sous-systèmes, sans restriction concernant la technologie et la taille des dispositifs.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-May-2018
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 31.080.99 - Other semiconductor devices
• Technical Committee: TC 47 - Semiconductor devices
• Drafting Committee: WG 7 - TC 47/WG 7
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 25-May-2018
• Completion Date: 07-May-2018

Standards Content (Sample)

IEC 62969-3 ®
Edition 1.0 2018-05
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Semiconductor devices – Semiconductor interface for automotive vehicles –
Part 3: Shock driven piezoelectric energy harvesting for automotive vehicle
sensors
Dispositifs à semiconducteurs – Interface à semiconducteurs pour les véhicules
automobiles –
Partie 3: Récupération de l’énergie piézoélectrique produite par les chocs pour
les capteurs de véhicules automobiles

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les capteurs de véhicules automobiles

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.080.99 ISBN 978-2-8322-5685-5

– 2 – IEC 62969-3:2018 © IEC 2018
CONTENTS
FOREWORD . 4
INTRODUCTION . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 7
3.1 General terms . 8
3.2 Piezoelectric transducer . 9
3.3 Characteristic parameters . 10
4 Essential ratings and characteristic parameters . 11
4.1 Identification and type . 11
4.2 Limiting values and operating conditions . 11
4.3 Additional information . 12
5 Test method . 12
5.1 General . 12
5.2 Electrical characteristics . 13
5.2.1 Test procedure . 13
5.2.2 Capacitance . 14
5.2.3 Natural frequency . 14
5.2.4 Damping ratio . 15
5.2.5 Output voltage . 15
5.2.6 Output current . 16
5.2.7 Output power . 16
5.2.8 Optimal load impedance . 17
5.2.9 Maximum output power . 17
5.3 Mechanical characteristics . 18
5.3.1 Test procedure . 18
5.3.2 Temperature range . 19
5.3.3 Shock magnitude . 20
5.3.4 Temperature and humidity testing . 20
5.3.5 Mechanical reliability (shock) testing . 20
Annex A (informative) Mechanical shock pulses . 21
Annex B (informative) Electromechanical coupling . 23
B.1 Compliance and coupling coefficient relation. 23
B.2 Young’s modulus and coupling coefficient relation . 23
Bibliography . 24

Figure 1 – Shock driven energy harvester using cantilever with piezoelectric film . 8
Figure 2 – Conceptual diagram of shock driven piezoelectric energy harvester . 9
Figure 3 – Equivalent circuit of shock driven piezoelectric energy harvester . 10
Figure 4 – Measurement procedure of shock driven piezoelectric energy harvester . 13
Figure 5 – Test setup for the electrical characteristics of shock driven piezoelectric
energy harvester . 14
Figure 6 – Output waveform and its frequency component of a shock driven
piezoelectric energy harvester . 15
Figure 7 – Output voltages of shock excited piezoelectric energy harvester at various
external loads . 16

Figure 8 – Output currents of shock driven piezoelectric energy harvester at various
output voltages . 16
Figure 9 – Output power of shock driven piezoelectric energy harvester at various
external loads . 17
Figure 10 – Output power and voltage of shock driven piezoelectric energy harvester at
various shock amplitudes . 18
Figure 11 – Block diagram of a test setup for evaluating the reliability of shock driven
piezoelectric energy harvester . 19
Figure A.1 – Comparison of general shock patterns and shock pattern from automobile . 21
Figure A.2 – Impact (or shock) recorded by an electronic impact recorder . 22

Table 1 – Specification parameters for shock driven piezoelectric energy harvesters . 11

– 4 – IEC 62969-3:2018 © IEC 2018
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
SEMICONDUCTOR INTERFACE FOR AUTOMOTIVE VEHICLES –

Part 3: Shock driven piezoelectric energy harvesting
for automotive vehicle sensors

FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
...