Semiconductor devices - Semiconductor devices for energy harvesting and generation - Part 7: Linear sliding mode triboelectric energy harvesting

IEC 62830-7:2021 defines terms, definitions, symbols, configurations, and test methods that can be used to evaluate and determine the performance characteristics of linear sliding mode triboelectric energy harvesting devices for practical use. This document is applicable to energy harvesting devices for consumer, general industries, military and aerospace applications without any limitations on device technology and size.

Dispositifs à semiconducteurs - Dispositifs à semiconducteurs pour récupération et génération d’énergie - Partie 7: Récupération d’énergie triboélectrique en mode de coulissement linéaire

L’IEC 62830-7:2021 définit les termes, définitions, symboles, configurations et les méthodes d’essai pouvant être utilisés pour évaluer et déterminer les caractéristiques de performance des dispositifs de récupération d’énergie triboélectrique en mode de coulissement linéaire dans le contexte d’une utilisation pratique. Le présent document s’applique aux dispositifs de récupération d’énergie destinés au grand public, aux industries générales, aux applications militaires et aérospatiales, sans restriction concernant la technologie et la taille des dispositifs.

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Status
Published
Publication Date
02-Mar-2021
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
PPUB - Publication issued
Start Date
19-Mar-2021
Completion Date
03-Mar-2021
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IEC 62830-7:2021 - Semiconductor devices - Semiconductor devices for energy harvesting and generation - Part 7: Linear sliding mode triboelectric energy harvesting
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IEC 62830-7 ®
Edition 1.0 2021-03
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Semiconductor devices – Semiconductor devices for energy harvesting and
generation –
Part 7: Linear sliding mode triboelectric energy harvesting

Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs à semiconducteurs pour
récupération et génération d’énergie –
Partie 7: Récupération d’énergie triboélectrique en mode de coulissement
linéaire
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Semiconductor devices – Semiconductor devices for energy harvesting and

generation –
Part 7: Linear sliding mode triboelectric energy harvesting

Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs à semiconducteurs pour

récupération et génération d’énergie –

Partie 7: Récupération d’énergie triboélectrique en mode de coulissement

linéaire
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.080.99 ISBN 978-2-8322-9469-7

– 2 – IEC 62830-7:2021 © IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references . 6
3 Terms and definitions . 6
3.1 General terms . 6
3.2 Triboelectric transducer . 6
3.3 Characteristic parameters . 7
4 Essential ratings and blank specification . 10
4.1 Identification and type . 10
4.2 Limiting values and operating conditions . 10
4.3 Additional information . 10
5 Test method . 11
5.1 General . 11
5.2 Electrical characteristics . 12
5.2.1 Test procedure . 12
5.2.2 Open-circuit voltage . 13
5.2.3 Short-circuit current . 14
5.2.4 Output voltage . 14
5.2.5 Output current . 14
5.2.6 Output power . 15
5.2.7 Optimal load impedance . 15
5.3 Mechanical characteristics . 16
5.3.1 Test procedure . 16
5.3.2 Contact area . 17
5.3.3 Contact force . 17
5.3.4 Displacement . 18
5.3.5 Sliding speed . 18
5.3.6 Relative humidity range . 19
5.3.7 Temperature range . 19
6 Test report . 20
Annex A (informative) Linear sliding modes . 22
A.1 Dielectric-to-dielectric sliding . 22
A.2 Conductor-to-dielectric sliding . 22
Annex B (informative) Example of experimental setup . 23
Annex C (informative) Example of measurement for linear sliding mode triboelectric
energy harvester . 24
C.1 General . 24
C.2 Linear sliding mode triboelectric energy harvester . 24
C.2.1 Weight and dimension of tested sliding mode triboelectric energy
harvesting device. 24
C.2.2 Type, frequency, acceleration and displacement conditions of energy
harvester . 24
C.2.3 Measurement conditions and measurement results for open-circuit
voltage . 24
C.2.4 Measurement condition and measurement results for short-circuit
current . 25

C.2.5 Measurement conditions and measurement results for different
acceleration . 25
C.2.6 Measurement conditions and measurement results for different
frequency . 27
C.2.7 Measurement conditions and measurement results for different

displacement . 27
C.2.8 Measurement conditions and measurement results for output voltage
and current at different loads . 28
C.2.9 Measurement conditions and measurement results for output power. 29
Bibliography . 30

Figure 1 – Schematic of linear sliding mode triboelectric energy harvester . 7
Figure 2 – Equivalent circuit diagram of linear sliding mode triboelectric energy
harvester . 8
Figure 3 – Measurement procedure for sliding mode triboelectric energy harvester . 11
Figure 4 – Test setup for the electrical characteristics of linear sliding mode
triboelectric energy harvester . 12
Figure 5 – Instantaneous open-circuit output voltage characteristic. 13
Figure 6 – Instantaneous short-circuit output current characteristic . 14
Figure 7 – Output voltage and current at different loads . 15
Figure 8 – Output power characteristic at various external loads . 15
Figure 9 – Block diagram of a test setup for evaluating the reliability . 16
Figure 10 – Output voltage for different surface contact areas . 17
Figure 11 – Output voltage dependence on contact force . 18
Figure 12 – Output voltage for varying displacement between interfacing layers . 18
Figure 13 – Output voltage for different sliding speeds. 19
Figure 14 – Output voltage under different relative humidity . 19
Figure 15 – Output voltage at different temperature . 20
Figure A.1 – Operation modes of linear sliding mode triboelectric energy harvester . 22
Figure B.1 – Experimental setup for testing linear sliding mode triboelectric energy
harvester .
...

Questions, Comments and Discussion

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