[实用新型]一种基于Circular压电振子串联发电储能装置

说明书

一种基于Circular压电振子串联发电储能装置，包括压力发电模块、能量采集存储模块和踩踏底板，压力发电模块设置在踩踏底板下支撑受力，压力发电模块连接至能量采集存储模块；压力发电模块包括质量块、连接杆和Circular压电振子，多个压电振子对由支撑杆串联叠放在一起并嵌入压力发电模块的金属外壳内，踩踏底板放置在质量块上；能量采集存储模块包含能量采集转换电路和储能器，能量采集转换电路将所述压力发电模块产出的电能收集至所述储能器中，并向系统负载提供电源。本实用新型采用三角底板的踩踏底板设计，将压力发电模块置于其三角下，能量转换效率高，发电量增强，压电振子对采用简支式的支撑方式，构造简单稳固，且极大地降低了装置的能量消耗。

技术领域

本实用新型属于新能源和发电技术领域，更具体地，涉及一种基于Circular压电振子串联发电储能装置。

背景技术

压力式发电的原理是压电振子在外力作用下变形产生电荷，通过能量收集装置将这些电荷收集并且储存,就可为电子元器件或者负载供电。压力发电装置拥有结构简单，占地面积小的优点，故制造起来较为容易，另外它不容易被外界干扰，并且功率密度可到达200μW/cm³。过去几年里，压电晶片广泛用在传感器上，拿来作为提供电能的关键器件基本微乎其微，但是随着压电振子压电性能的提高及高集成度、低能耗电力电子器件的使用，压电式发电技术因而也成为研究的热点，至今已有许多压力发电的相关研究与使用。

例如Shack和Paradise新型的发电跑步鞋，日本的发电扇，同济大学道路与交通工程教育部重点实验室探讨了压电效应的沥青路面能量收集技术的可行性和效率，验证了压电式路面能量采集的可行性。故迎来了大批对压力发电特别感兴趣的研究人员，并做了一系列的相关的压力发电设备，最常见的是采用压电振子发电，铍青铜作为基板，经过研究发现，提高压电振子的发电量的方式有很多，比如串联压电振子，悬臂支撑，使用不同形状的压电振子等，来得到较高输出电压。

但是近几年来，铍生产和消费量逐年下降，其原因是铍的氧化物和粉尘对人体有害，而且它的化合物毒性更大，能使人类器官发生病变；其次，悬臂支撑不易承受较大重物，否则容易因为振动强度大而损坏；另外压力发电量尚未达到最佳且防水措施不到位，装置出故障拆卸不方便。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型公开了一种基于Circular压电振子串联发电储能装置，选用圆形压电振子和简支式的支撑方式使得到较大的输出电流，并将电能采集储存，为系统负载供电。

本实用新型采用以下具体的技术方案：

一种基于Circular压电振子串联发电储能装置，包括压力发电模块、能量采集存储模块和踩踏底板，所述压力发电模块设置在踩踏底板下支撑受力，所述压力发电模块连接至能量采集存储模块；

所述压力发电模块包括质量块、连接杆和Circular压电振子，通过固定装置将两片Circular压电振子的连接成为一个压电振子对，所述多个压电振子对由支撑杆串联叠放在一起并嵌入压力发电模块的金属外壳内，所述踩踏底板放置在质量块上，所述连接杆一端连接质量块下侧，连接杆另一端连接最上方的压电振子对；

所述能量采集存储模块包含能量采集转换电路和储能器，所述能量采集转换电路将所述压力发电模块产出的电能收集至所述储能器中，并向系统负载提供电源。

优选的，所述压力发电模块输出的电流通过桥式整流电路整流滤波后，再输入能量采集存储模块。

优选的，所述能量采集存储模块的储能器选用多并苯纽扣电容PAS409HR，其容量大，充放电效率高。

优选的，所述能量采集存储模块的能量采集转换电路以芯片ADP5091为核心。

优选的，所述压力发电模块的金属外壳内嵌入四个圆形压电振子对。