[發明專利]采用振動能量收集器的儲能充電電路

有效

• 申請號: 201410370596.4
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104143856B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 韓浩江;周敏;朱慶;任麗佳
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02N2/18
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 蔡海淳

1.一種采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是：

所述的儲能充電電路包括依次連接的壓電振動能量收集器組、整流電路、充電電路和蓄電池；

其所述的壓電振動能量收集器組設置在變壓器本體或變壓器的附件結構上；

所述的壓電振動能量收集器組的電能輸出端依次經所述的整流電路和充電電路，與所述蓄電池的正/負電極對應連接；

其所述的壓電振動能量收集器組，用于在諧振狀態下收集變壓器振動所產生的能量，并利用“壓電效應”將其轉換為電能；

通過所述的整流電路，將所述壓電振動能量收集器組所收集到的電能轉換成穩定/可控的直流電能，經所述的充電電路送入蓄電池中進行能量存儲；

將所述蓄電池的電源輸出端接入變電站的緊急照明系統或直流操作系統中；

當變電站的交流站用電源失電時，所述的緊急照明系統通過控制自動控制開關K1的自動閉合，接通所述蓄電池的電源輸出端，所述的儲能充電電路為LED發光器件提供電源，實現變電站的緊急照明功能；

或者，當變電站的直流操作系統電源失電時，通過閉合控制開關K2，所述的儲能充電電路為變電站一次線路開關的操作提供應急操作直流電源。

2.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的壓電振動能量收集器組包括多個壓電振動能量收集器，所述的多個壓電振動能量收集器固定在至少一個整體框架結構上；所述的整體框架結構與變壓器本體或變壓器的附件結構固定連接為一體，將所述變壓器產生的振動能量，傳遞至所述的多個壓電振動能量收集器。

3.按照權利要求2所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是在變壓器的噴油管與本體之間的連桿處，設置所述的整體框架結構，在所述整體框架結構上設置所述的壓電振動能量收集器組，通過連桿和與其固接為一體的整體框架結構，帶動所述的壓電振動能量收集器組振動/發電。

4.按照權利要求2所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的壓電振動能量收集器為雙晶片懸臂梁結構壓電振動能量收集器、鼓形結構壓電振動能量收集器或鐃鈸結構壓電振動能量收集器。

5.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的整流電路為倍壓整流電路。

6.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的諧振狀態是指諧振頻率為100Hz的振動應用環境。

7.按照權利要求6所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述變壓器的振動基頻為100Hz，所述壓電振動能量收集器組的諧振頻率也為100Hz。

8.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的充電電路為限流—恒壓快充模式的充電電路，在整個充電過程中，所述蓄電池的電壓隨時間呈指數形式增加，但電池電流在充電初始階段為恒流充電階段，然后隨時間呈指數形式減小；在充電之初電池電壓較低時用一個較大電流對電池充電，然后充電電流逐漸減小，直至電池充滿為止。

9.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的蓄電池為鋰電池。

10.按照權利要求1所述的采用振動能量收集器的儲能充電電路，其特征是所述的儲能充電電路，基于具有“壓電效應”的壓電振動能量收集器，在諧振狀態下收集變壓器振動所產生的能量，采用蓄電池將變壓器的振動能收集儲存起來；在變電站出現故障或其交流站用電源失電時，將蓄電池作為變電站的緊急照明電源或一次線路開關的應急操作電源，及時為緊急照明設備供電，或為一次線路開關提供應急操作電源；既可以實現故障狀態下的緊急照明，提高故障搶修效率，保障人身安全和設備安全；又可充分利用變壓器的振動能量，變廢為寶，有助于節能降耗，降低運行/維護工作的成本，用于變電站緊急照明和一次線路開關的應急操作，達到節能降耗的效果，降低運行成本，提高變電站運行的安全系數。