[发明专利]便携式电子设备的基于旋转惯性块的增速发电装置

说明书

分案申请说明：本申请是申请日为2006年5月23日、申请号为200610082324.x的“便携式电子设备的惯性发电装置”(优先权日为2005年9月23日)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种供电装置，尤其是便携电子设备的发电装置。

背景技术

便携式电子设备如手机、PDA、MP3已被广泛使用。它们一般采用电池供电，但它们只能在电池有电的时候才能使用。在无法充电的场合如野外等，若正好电池没电将造成很大不便。专利200320108024提出了一种内置式太阳能手机充电装置，该装置利用光伏电池将太阳能转换为电能，但当手机装在口袋或在夜晚，该充电装置无法工作。专利200420000836提出了一种手机应急充电器，该充电器采用齿轮传动带动发电机，而人通过拉扣带动齿轮运动；专利200320103286提出了一种手摇式发电机，该装置通过手摇带动齿轮传动机构，进而带动发电机，这些方法采用齿轮与发电机，结构复杂，体积庞大，其发电需要人做特定的运动，增加了人的负担。该装置与便携电子设备不能做成一体，携带不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决便携电子设备充电装置工作场合受限或结构复杂、体积庞大、与电子设备不能做成一体等缺点，提供一种利用人体日常行为产生能量，体积小，能与电子设备做成一体或便于人体携带的发电装置，可有效延长便携电子设备的一次充电工作时间；在电池能量耗尽的情况下，通过人体的特定行为，满足便携电子设备短时间工作的要求。

技术方案是采用惯性发电原理，由可自由运动的惯性块和线圈组成发电装置，通过人体运动使得惯性块与线圈之间获得相对运动，从而使线圈的磁通发生改变，线圈产生感应电动势。通过从人体运动获得能量，为便携电子设备提供或补充电能，延长便携电子设备一次充电的使用时间；由于人体的运动大多都是加减速运动，因此本发明可安装在足部、手部，或携带身上，体积小巧，在任何场合均可用。

本发明由惯性转子、齿轮增速机构和直流发电机组成。惯性转子由框架和偏心扇形惯性块组成，框架为中心连有三根杆的圆盘结构，中心处有孔，通过轴承与轴连接，三根杆将惯性转子的圆盘面等分为三份，其中一个盘面内镶有偏心扇形惯性块，惯性转子圆盘外部边缘有齿，因此惯性转子也可认为是一个齿轮。惯性转子的框架的材料可采用铝合金或工程塑料，偏心扇形惯性块的材料可采用铁或铅。齿轮增速机构为两级齿轮传动，由第一增速齿轮、第二增速齿轮、第三增速齿轮组成，惯性转子与第一增速齿轮啮合，第一增速齿轮与第二增速齿轮刚性连接，第二增速齿轮与第三增速齿轮啮合，第三增速齿轮齿轮固连在直流发电机的轴上。第一增速齿轮、第二增速齿轮、第三增速齿轮的材料可以是铝合金或塑料。直流发电机为圆盘形，轴上装有齿轮，外圈为定子永磁极，内圈为转子线圈，通过电刷输出直流电。

当惯性转子旋转时，外部边缘的齿带动齿轮增速机构，齿轮增速机构再带动直流发电机的轴，这样，直流发电机就会产生电能。增大齿轮增速机构的转速可以提高直流发电机的输出，进而提高能量转换效率。

由于直流发电机产生直流电压，因此无需整流电路，将输出电压通过二极管接到便携电子设备的电池上即可，如需调节电压，则将发电装置的输出与BOOST直流直流变换电路或者电荷泵转换电路相连。

BOOST直流变换电路是：发电装置的输出经整流后输出至电容，变为脉动直流，再通过电感、开关器件和肖特基二极管组成的升压电路对电压进行提升，采用电压反馈调节开关器件占空比以保持输出电压的稳定。提升后的输出电压对便携电子设备的电池进行充电。

电荷泵变换电路是：发电装置的输出经整流后输出至电容，变为脉动直流，再通过电荷泵变换电路对电压进行提升，电荷泵变换电路利用外接电容实现对输入电压的提升。提升后的输出电压对便携电子设备的电池进行充电。

本发明可与便携电子设备做成一体，也可做成可拆卸的方式：在需要的时候与便携电子设备安装在一起，不需要的时候拆下来。将发电装置与便携电子设备一体化有利于人体携带，人携带或使用便携电子设备的过程中就可为便携电子设备充电，延长便携电子设备使用时间。在无法得到外部电源的场合，如在野外，通过摇动便携电子设备即可满足短时使用的要求。发电装置可与便携电子设备做成一体，也可作为便携电子设备的选配件，在需要的时候安装在便携电子设备上。