[发明专利]电荷传递装置和电荷传递方法

说明书

本发明提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置包括一初级储能装置、至少一接力泵以及至少一次级储能装置，其中所述至少一接力泵被可电气地连接于所述初级储能装置和所述至少一次级储能装置，所述初级储能装置获取和存储瞬间电荷，所述接力泵以接力的方式交替地和间歇地传递所述初级储能装置的电荷能量值所述次级储能装置。

技术领域

本发明涉及微电能搜集处理领域，尤其涉及一种针对瞬间产生的微小电荷能量的电荷传递装置和电荷传递方法。

背景技术

在自然界或者生产生活中存在一种瞬间产生却又瞬间消失的电荷，如果将这种电荷搜集起来并加以存储利用，将是一种清洁能源，可广泛的应用于一些能耗很低的电子产品中。但通常这种瞬间能量的强度很弱，存在的时间也很短暂，如何存储利用这种瞬间微电能来做功是需要解决的技术问题。

在现有技术中，对于瞬间微电能的利用大多是通过电容储能后直接供应给负载，或者经过一稳压装置后供应给负载；但是，电容放电的电压是程指数下降的，如果直接采取储能、稳压、供能的方式，那么瞬间微电能的损耗较大，电荷能量的利用率是极低的，一次操作微发电装置所产生的电荷能量无法满足一些可靠性要求较高的负载的能量需求；因而，需要反复的、多次的或者连续的操作能量产生装置直到产生需要的能量为止；例如，连续振动压电陶瓷发电，以获得足够负载作业一次的能量；显然这种方式的能量利用在时间上具有滞后性，甚至需要等待一段时间积蓄的电荷能量才能驱动负载工作，不能满足电荷能量即发即用的需求。

对于存在时间短，能量非常小的电荷难以被搜集利用，而这种电荷的存在还可能会造成不良后果，比如电能的损耗，静电对于人的影响以及电能流失对于机械设备的影响等。另一方面，这种微小电能的流失不仅是一种能源的浪费，也会影响到正常电气设备的正常工作。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置采用分级接力存储电荷、并分级传递电荷的方式来存储能量，有利于搜集和存储电荷。

本发明的另一个优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置能够将瞬间微电能加以利用而成为有用的清洁能源。

本发明的另一个优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置收集的电荷能够被用于驱动低功耗的电子负载设备工作，充分利用搜集到的电荷，减少了能源的浪费。

本发明的另一个优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置搜集微电荷进行多级的、且分级的对电荷进行存储、接力，从而使得原本不能直接利用的微电荷可以用来驱动负载做功。

本发明的另一个优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递方法对电荷能量加以搜集处理，避免电荷过于分散，能量不集中，并且在传递过程中降低电荷的电压，从而避免电压过高而损坏负载。

本发明的另一个优势在于提供一电荷传递装置和电荷传递方法，其中所述电荷传递装置采用了多级能量存储，并且是接力式的存储，并采用谐振的方式，使得微电荷传输时的损耗降到较低的水平，从而利用瞬间波动的微电荷能够驱动负载完成一次工作。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一电荷传递装置，包括：

一初级储能装置；

至少一接力泵；以及

至少一次级储能装置，其中所述至少一接力泵被可电气地连接于所述初级储能装置和所述至少一次级储能装置，所述初级储能装置获取和存储瞬间输入的电荷能量，所述接力泵分多次地从所述初级储能装置获取电荷，并以接力的方式交替地和间歇地传递所述初级储能装置的电荷能量至所述次级储能装置。

根据本发明的一实施例，所述初级储能装置设置一限压区间，被搜集的瞬间微电能被所述初级储能装置限制在所述限压区间内，以利于所述接力泵传递能量给所述次级储能装置。