[實用新型]用于小功率電子設備的永磁振動發電裝置

有效

• 申請號: 201220560223.X
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN202840900U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王博文;王志華;翁玲;孫英;黃文美
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02J15/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本實用新型涉及將振動的機械能轉換為電能的技術，特別涉及永磁振動發電裝置及其實現方法，具體是采用永磁振子、感應線圈、拾振彈簧和電能處理電路實現為小功率電子設備供電的振動發電裝置。

背景技術

小功率電子設備廣泛應用于信號采集、無線通信等領域，是一類工業生產和日常生活都必不可少的重要設備。目前，各種小功率電子設備的軟件、硬件具有很高的可靠性和穩定性，而電源容量的局限性成為影響其工作時間、功能拓展的關鍵因素。小功率電子設備現有的電源主要依賴于電池，需要經常進行電池的更換或充電。

針對小功率電子設備工作時只能依賴電池的特點，現有的電源技術存在諸多缺點：

1．電池的維護成本高；2．續航時間有限，影響設備工作時間；3．會產生較多的能源浪費和較嚴重的環境污染。

小功率電子設備的工作環境中存在一定的振動能源，利用永磁振動發電裝置將能解決這些電子設備的供電問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于小功率電子設備的永磁振動發電裝置及其實現方法，采用永磁振子、感應線圈、拾振彈簧作為發電機，整流、濾波、儲能、穩壓電路對電能進行處理，實現為小功率電子設備供電。

本實用新型的技術方案為：

一種用于為小功率電子設備供電的永磁振動發電裝置，其整體結構為軸對稱式圓柱結構，外殼底部內側固定有下圓柱永磁彈簧永磁體和圓筒骨架，其中圓筒骨架在下圓柱永磁彈簧永磁體外部；圓筒骨架頂部內側固定有上圓柱永磁彈簧永磁體、頂部外側固定有電能處理電路板；中間圓環感應線圈直接繞制在圓筒骨架上；外殼上端外側嵌入電源正負極輸出端；兩個端部線圈骨架分別粘合在上、下圓柱永磁彈簧永磁體內側；兩個端部感應線圈分別繞制在兩個端部線圈骨架外側；圓柱永磁振子懸浮在兩個端部線圈骨架中間；電能處理電路板通過電路板引出線與電源正負極輸出端相連接。

外殼為鋁合金圓筒；

所述的圓柱永磁振子為圓柱永磁體和圓柱夾鐵的組合，圓柱永磁振子的兩端為軸向磁化的永磁體；與兩個圓柱永磁彈簧永磁體相排斥；圓柱永磁體與圓柱夾鐵依次粘合在一起，且在圓柱夾鐵21兩端的永磁體磁化方向相對；

所述的永磁振子的永磁體為軸向磁化的釹鐵硼。

所述的一個中間圓環感應線圈和二個端部感應線圈由漆包線制成，三個線圈按照“端部感應線圈—中間圓環感應線圈—端部感應線圈”的次序串接在一起，圓筒骨架上部端部感應線圈的引出兩個出線端與電能處理電路板的輸入端連接。感應線圈均由漆包線繞制。

電能處理電路板按照全橋整流電路、RC濾波電路、儲能電路、DC-DC穩壓電路的次序由4個電路模依次串聯組成。

本實用新型基于永磁振動發電機和電能處理電路為小功率電子設備供電，將小功率電子設備工作環境中的振動能量進行收集并轉化為電能，永磁振動發電機輸出的電能經過進一步的處理，實現穩定的直流電能輸出，為小功率電子設備供電。

本實用新型基于永磁振動發電機和電能處理電路為小功率電子設備供電，將小功率電子設備工作環境中的振動能量進行收集并轉化為電能，永磁振動發電機輸出的電能經過進一步的處理，實現穩定的直流電能輸出，完全或部分替代電池為小功率電子設備供電，降低設備對電池的依賴，延長其工作時間，也減少了電池對環境的污染，具有結構簡潔明了、可靠性高、使用成本低等優點。

附圖說明

圖1為永磁振動發電裝置的剖面結構圖。

其中，1-下圓柱永磁彈簧永磁體，2-圓筒外殼，3-下圓柱端部線圈骨架，4-圓柱永磁振子，5-上圓柱端部線圈骨架，6-上圓柱永磁彈簧永磁體，7-圓筒骨架，8-中間圓環感應線圈，9-端部感應線圈，10-電能處理電路板，11-電路板引出線，12-電源正負極輸出端。

圖2為永磁振子結構圖。

其中，21-圓柱夾鐵，22-圓柱永磁體。

圖3為電能處理電路板對應電路結構圖。

圖4為用于小功率電子設備的永磁振動發電裝置的運行示意圖

具體實施方式