[發明專利]一種高效壓電發電機

在審

• 申請號: 201410149440.3
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN104158435A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 孫加存;楊莽
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙) 32246
• 代理人: 劉艷春

技術領域

本發明涉及一種基于懸臂梁的高效壓電發電機，具體涉及壓電材料發電技術、信號檢測技術、能量轉換存貯技術、及電路處理技術，提供了高轉移效率的壓電發電機。?

背景技術

目前常用的電源為貯備電源，主要分為化學電源、物理電源。化學電源主要有熱電池和鉛酸電池,?物理電源是利用發電機發電，主要有電磁發電機，風動渦輪發電機、射流發電機、風動環形發電機、氣動式磁發電機，磁后坐發電機、撞擊磁發電機等。化學電池能量高，功率大，但其也有激發時間長、貯存時間短的缺點，物理電源能量低，長期貯存性能好，具有良好的高、低溫特性，但其也有依賴于物體的使用環境，能量低等缺點。?

壓電發電機是通過壓電振子產生周期性振動，通過能量轉移電路把電能貯存在電磁或電容中，供電路供電，提高壓電振子的能量轉移效率主要是通過檢測壓電振子產生的周期性信號的峰值，當峰值到來時，控制同步開關的通斷來進行，目前檢測壓電振子的峰值主要有兩種形式，一種是無源檢測，主要是通過二極管與一些電容組成，一種是有源檢測，主要是通過一些集成運放來完成。無源檢測電路簡單，但二極管要消耗部分電能，而有源檢測最主要的問題就是要提供運放放大器的工作電源，這要增加一部分電路，同時要消耗部分電能。因此需對壓電發電機進行進一步改進和設計。?

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提供一種高效率的壓電發電機，是一個物理電源，易用于在低功耗的無線檢測電路中，用于無線監控網絡的無線傳感電源使用。?

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：一種高效壓電發電機，包括壓電振子、同步開關電路、微處理電路、SSHI電路、電能儲存電路和穩壓電路，所述壓電振子包括質量塊和基板；所述質量塊設置在基板一端上；所述基板相對的兩面分別設有第一壓電材料和第二壓電材料，所述基板底面設有第三壓電材料；所述第二壓電材料面積大于第一壓電材料面積；所述第一壓電材料、第二壓電材料之間通過導線連接。?

作為本發明進一步改進的，所述微處理電路檢測第一壓電材料產生的電壓峰值后控制同步開關電路通斷，第二壓電材料產生周期性電壓，控制SSHI電路后經電能儲存電路，穩壓電路后供電。?

作為本發明進一步改進的，所述基板采用高彈性輕質金屬制成。?

作為本發明進一步改進的，所述第一壓電材料、第二壓電材料和第三壓電材料均采用PZT系列的壓電陶瓷材料。?

作為本發明進一步改進的，所述SSHI電路采用CMOS管構成同步開關。???????

由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明方案的高效壓電發電機，該壓電電源自產生能量，能量轉換效率高，無電磁干擾，綠色環保，耐高溫性好，易于小型化生成，壓電材料長貯性能好，在壓電材料放置10年后，其介電常數與壓電常數基本沒有變化；將其中壓電振子分成三部分的壓電材料，第一壓電材料用作產生峰值檢測信號，第二、第三壓電材料產生的電能經過貯存轉換作為發電機輸出的電能，同時給低功耗微處理電路進行供電，微處理電路檢測峰值，控制同步開的通斷，達到提高壓電發電機的功率。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。?

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。?

附圖1是本發明的高效壓電發電機壓電振子的結構示意圖；?

附圖2是本發明的高效壓電發電機壓電振子的A向結構圖；

附圖3是本發明的高效壓電發電機壓電振子的B向結構圖；

附圖4是本發明的高效壓電發電機的電路圖；

圖中標號說明：1、質量塊；2、基板；3、第一壓電材料；4、第二壓電材料；5、第三壓電材料；6、導線。?

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。?

參見附圖1-4所示，一種高效壓電發電機，包括壓電振子、同步開關電路、微處理電路、SSHI電路、電能儲存電路和穩壓電路，壓電振子包括質量塊1、基板2、壓電材料、導線組成；質量塊1與基板2一端連接，基板2的兩面和底面分別設有壓電材料，基板2兩面的壓電材料通過導線4連接。?