[发明专利]机械能转换为电能的方法和装置

权利要求书

1.用于将机械能转换为电能的方法，所述方法通过至少一个压电 元件和至少一个具有可变电容的电容器实现，所述压电元件具 有压电材料和位于所述压电材料任一侧的电极，其中所述方法 包括以下步骤：

a)所述压电元件的机械变形，

b)通过所述压电元件的变形产生电荷，

c)通过控制装置将电荷从所述压电元件传送到所述电容 器，

d)通过所述电容器的机械变形改变所述电容器的电容，

e)产生所述电容器的电容的至少一部分电能，

所述方法包括当所述电容器的电势能达到它的最大值时 将由所述电容器产生的电能传送到第二电容器以及反之亦然， 直到达到电能的预定放大水平的一个补充步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压电元件的变形和所 述电容器电容的改变是同时进行的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述电容器电容最大时， 所述压电元件的变形最大。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述压电元 件和所述电容器通过相同的机械应力变形。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，一部分由所 述电容器转换的电能传送到所述压电元件。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述电荷根 据所述压电元件的变形方向向第一或者第二电容器传送。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，当所述压电 元件的端点电压最大时，它的符号是反向的，以便产生机械制 动力，所述机械制动力允许在下一个转换周期提高转换的能 量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于放大水平的超额量 的能量被传送到存储单元或者使用单元。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤c)的电荷传送的所 述控制装置是至少一个二极管或者具有控制电路的开关。

10.用于将机械能转换为电能的装置，所述将机械能转换为电能的 装置包括至少一个压电元件(P)和至少一个电容可变的第一 电容器和电容可变的第二电容器，所述压电元件(P)具有压 电材料和位于所述压电材料的任一侧的电极，所述第一和第二 电容器具有按相反方向变化的电容，以及用于控制在所述压电 元件与所述第一电容器和所述第二电容器之间电荷传送的控 制装置，当所述压电元件(P)变形时产生的电荷传送到所述 第一电容器或传送到所述第二电容器以产生通过所述电容器 的电容变化放大的电能，并且其中所述第一电容器或所述第二 电容器的电容通过所述第一电容器的板片或所述第二电容器 的板片的移动来改变，所述将机械能转换为电能的装置具有用 于将由所述第一电容器或所述第二电容器产生的电能分别传 送到所述第二电容器或所述第一电容器以及反之亦然，直到达 到所述电能的预定放大水平的装置。

11.根据前一项权利要求所述的装置，其中，所述电荷传送的控制 装置由至少一个二极管或者至少一个具有控制电路的开关形 成。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述压电元件(P)和所 述电容器板片基本平行，以便它们承受相同的机械应力。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中所述装置包 括：通过施加机械应力而移动的一个移动部分(202)，所述移 动部分具有位于它的移动轴两侧上的指状物(210)；两个同样 具有与所述移动部分(202)的指状物(212)相对的指状物(212， 214)的固定部分(204，206)，所述压电元件(P)垂直于所 述移动部分(202)的移动方向并且电连接所述移动部分(202)， 相对的指状物对形成两个串联电容器组，所述两个电容器组的 电容按相反方向变化。