[發明專利]一種道路震動發電裝置

無效

• 申請號: 201310257373.2
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103326436A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 李遵杰;周愛明
• 申請（專利權）人: 廣東惠利普路橋信息工程有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02N2/18
• 代理公司: 東莞市眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 皮發泉

技術領域

本發明涉及自動檢測領域技術，尤其是指一種道路震動發電裝置。

背景技術

能源是當今世界各國所最關心的議題，當前世界各國都遭遇能源瓶頸，預估世界石油儲量只夠用四十年，天然氣可用七十年，因此開發替代能源迫在眉睫。由于能源有限，因此產業界不斷開發取代能源，而干凈且為可永續利用之能源對于解決地球能源之短缺的問題是一重要課題，諸如太陽能發電、生質能源、風力發電等，但是這些能源主要皆運用自然界之狀態產生，因此也存在許多不確定之因素與不可掌握之變動狀態，例如太陽之日照時間、風力大小、生質材料之產出等，因此能源較不穩定。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種道路震動發電裝置，安裝于路面上，利用汽車碾壓的動力轉換為電能，持續且決無污染。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種道路震動發電裝置，包括依次串聯連接的壓電換能器、多倍壓整流電路、穩壓充電電路、超級電容和可充電電池，該壓電換能器大量植入到任何大流量的道路，通過汽車碾壓壓電換能器而產生電壓，該多倍壓整流電路對電壓進行多倍升壓、整流后，經穩壓充電電路為超級電容和可充電電池進行充電。

優選的，所述壓電換能器由磷青銅基板和一個粘在其表面的矩形壓電陶瓷芯片構成。

優選的，所述磷青銅板和壓電陶瓷芯片的厚分別為0.3mm和0.3mm。

優選的，所述壓電換能器包括多層壓電陶瓷芯片，各層壓電陶瓷芯片并聯連接。

優選的，所述多倍壓整流電路為梯形二倍壓整流電路，工作原理為：當壓電陶瓷PZT電壓為正半周時，二極管D1導通，D2截止，電源經C1,?D1形成回路，對電容Cl充電，由于充電回路電阻很小，根據峰值整流的原理可知，電容Cl被充電至峰值????????????????????????????????????????????????Ui，并基本保持不變。此時二極管D2處于截止狀態，C2不被充電；

當壓電陶瓷PZT輸出電壓為負半周時，DI截止，D2導通。這時C1在正半周充的電壓值Ui，和電源電壓同極性相加，其最大值為Ui。這樣經過幾個充電周期之后，C2上的電壓是Ui，從而實現了二倍壓整流的目的。

優選的，所述多倍壓整流電路是三倍壓整流電路，工作原理為：在正弦電壓源的第一個正半周時C1被充電至，第一個負半周時C2上的電壓被充電到接近，當第二個正半周時，D1,?D3導通，D2截止，C2上的電壓與電源串聯經D3對C3充電至，從而在負載兩端得到近似三倍壓的整流電壓。

優選的，所述穩壓充電電路包括MAX1672芯片及其外圍元器件，MAX1672芯片集成了一個含有線性穩壓器的升壓式DC/DC變換器，具有升壓式或降壓式DC/DC變換器的功能。

優選的，所述MAX?1672芯片的外圍元器件主要包括一個肖特基二極管、一個l0uH的電感、兩個100uF的鉭電容、輸出端接一個4.7uF的電容及若干電阻；兩個100uF的鉭電容一個接在輸入端，主要起到去除輸入紋波的作用；由于上一級整流電路的輸出電阻較大，對于加大的開關負載將產生較大的輸出紋波，4.7uF的電容就是起到緩解負載劇烈變化，減小輸出波動的作用；另一個100uF的鉭電容的輸出電阻較小，可以有效地提高輸出電流。

?本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知，首先，將壓電換能器大量植入到任何大流量的道路，包括普通瀝青路面、水泥路面、鐵路、舞廳或街道等。通過汽車駛過時的壓電轉換來發電。然后針對傳統的橋式整流電路在充電電容的電荷聚集到一定程度時，轉換效率下降的問題。選用合適的電子組件設計了三倍壓整流電路，提升充電電壓，提高了轉換效率。最后，采用MAX?1672芯片設計了DC/DC穩壓充電電路，該芯片能夠在設定的最低電壓下開始工作，可輸入電壓范圍寬。當超級電容累計了一定量的電荷后就開使工作為可充電電池進行充電。

經實驗得出，應用本發明的道路發電系統，1公里的路面能產生約100~400千瓦的電力，產生的電流可以被傳回國家供電網或者用于照明和供熱等，由此帶來的減碳效應不可估量，尤其是對中國這種嚴重依賴煤電的國家而言，更是具有相當的意義。

為更清楚地闡述本發明的結構特征和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本發明進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明之實施例的能量轉換與存儲電路原理圖；

圖2是本發明之實施例中壓電換能器的結構圖；