[發(fā)明專利]全向滑動能量采集器件、柔性直供電微系統(tǒng)及電子設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010639267.0
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111740637B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 張曉升;李愿芳;張藝瀟;黃文;龔天巡;王碩;錢恒毅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02M7/04;H02J1/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.全向滑動能量采集器件，其特征是，包括：

至少一個全向能量采集單元；

全向能量采集單元包括滑塊(202)以及至少兩個陣列分布的固定塊(201)，滑塊(202)與任意一個固定塊(201)構成獨立滑動式的摩擦納米發(fā)電機；

滑塊(202)、固定塊(201)均為柵狀結構，固定塊(201)包括對稱的第一梳齒狀柵格(305)、第二梳齒狀柵格(306)，所述第一梳齒狀柵格(305)、第二梳齒狀柵格(306)均由交替設置的奇數位柵格(301)、偶數位柵格(302)構成，奇數位柵格(301)、偶數位柵格(302)分別連接正負電極；

所述固定塊(201)設有兩個第一電極(303)、兩個第二電極(304)；

兩個第一電極(303)位于第一梳齒狀柵格(305)、第二梳齒狀柵格(306)的相向邊緣，并與對應的奇數位柵格(301)連接；

兩個第二電極(304)位于第一梳齒狀柵格(305)、第二梳齒狀柵格(306)的背面邊緣，并與對應的偶數位柵格(302)連接；

當滑塊(202)沿X軸方向滑動時，奇數位柵格(301)與偶數位柵格(302)構成摩擦納米發(fā)電機的電極；

當滑塊(202)沿Y軸方向滑動時，第一梳齒狀柵格(305)、第二梳齒狀柵格(306)構成摩擦納米發(fā)電機的電極。

2.根據權利要求1所述的全向滑動能量采集器件，其特征是，所述固定塊(201)和/或滑塊(202)為柔性基底聚酰亞胺薄膜PI(204)，固定塊(201)的摩擦面覆有柔性聚四氟乙烯薄膜PTFE(203)。

3.根據權利要求1所述的全向滑動能量采集器件，其特征是，所述柵狀結構表面涂有用于實現濕度傳感和/或作為一個摩擦層的蠶絲蛋白溶液層。

4.一種柔性直供電微系統(tǒng)，其特征是，包括級聯(lián)的微能源采集器件和柔性能量管理單元，微能源采集器件和柔性能量管理單元通過柔性印刷電路板FPCB技術或絲網印刷技術集成于同一柔性基底，微能源采集器件為權利要求1-3 任意一項所述的全向滑動能量采集器件。

5.根據權利要求4所述的一種柔性直供電微系統(tǒng)，其特征是，所述柔性能量管理單元包括整流模塊(101)、峰值檢測模塊(102)、開關模塊(103)、降壓模塊(104)，開關模塊(103)串聯(lián)于整流模塊(101)、降壓模塊(104)之間；

整流模塊(101)，用于將微能源采集器件輸出的交流脈沖電壓轉換為直流脈沖電壓后輸出；

峰值檢測模塊(102)，包括電壓比較器、邏輯電路、RC微分電路，用于對輸出的直流脈沖電壓進行脈沖檢測，并在直流脈沖電壓達到峰值時向開關模塊(103)發(fā)出開關控制信號；

開關模塊(103)，用于根據開關控制信號閉合后將整流模塊(101)與降壓模塊(104)導通以實現能量最大化轉移；

降壓模塊(104)，用于將開關模塊(103)導通后輸出的峰值電壓降壓后輸出。

6.根據權利要求4所述的一種柔性直供電微系統(tǒng)，其特征是，所述柔性基底底面覆有PVDF壓電薄膜，PVDF壓電薄膜與柔性能量管理單元級聯(lián)。

7.根據權利要求4所述的一種柔性直供電微系統(tǒng)，其特征是，所述柔性基底設有熱電采集層，熱電采集層與柔性能量管理單元級聯(lián)。

8.一種電子設備，其特征是，包括至少一個如權利要求1-3任意一項所述的全向滑動能量采集器件。

9.一種電子設備，其特征是，包括至少一個如權利要求4所述的一種柔性直供電微系統(tǒng)。