[发明专利]一种基于能量采集电路的压电-电磁复合式俘能器

摘要

本发明公开的一种基于能量采集电路的压电-电磁复合式俘能器，涉及提高输出功率的压电-电磁复合式俘能器，属于新能源和发电技术领域。本发明包括压电-电磁复合式俘能器和能量采集电路。压电-电磁复合式俘能器包括壳体、线圈、上永磁体、压电陶瓷材料、基底梁、锥形永磁体、下永磁体、上电极、压电片、下电极、左压电片上电极引线、右压电片上电极引线。能量采集电路包括电磁俘能器能量采集电路、压电俘能器能量采集电路、用于实现复合充电并防止电流回流的充电电路。本发明能够实现将交流电转换为直流电，向负载提高输出功率供电，具有绿色无污染、能量密度大、缩短充电时间、可靠性高、环境适应性强、操作控制方便、维护成本低等优点。

主权项

一种基于能量采集电路的压电‑电磁复合式俘能器，其特征在于：包括压电‑电磁复合式俘能器和用于控制压电‑电磁复合式俘能器的能量采集电路；所述的压电‑电磁复合式俘能器包括壳体(1)、线圈(2)、上永磁体(3)、压电陶瓷材料(4)、基底梁(5)、锥形永磁体(6)、下永磁体(7)、上电极(8)、压电片(9)、下电极(10)、左压电片上电极引线(11)、右压电片上电极引线(12)；壳体(1)内壁两侧对称分布有线圈(2)，线圈(2)垂直于壳体(1)底面，线圈(2)与壳体(1)固定连接，并使线圈(2)中心与锥形永磁体(6)尖部位置垂直相对，线圈(2)与锥形永磁体(6)尖部位置之间留有间隙；锥形永磁体(6)底部分别对称固定于上永磁体(3)、下永磁体(7)侧面，基底梁(5)中间部分夹于上永磁体(3)、下永磁体(7)之间，基底梁(5)长度方向两侧与壳体(1)垂直固定连接；所述的上永磁铁(3)、下永磁铁(7)及锥形永磁体(6)充磁方向一致，且均沿锥形永磁体(6)轴线方向，并使锥形永磁体(6)轴线垂直于线圈(2)表面；在基底梁(5)上黏贴压电陶瓷材料(4)，并使基底梁(5)与压电陶瓷材料(4)形状相同；所述的压电陶瓷材料(4主要由上电极(8)、压电片(9)、下电极(10)组成；所述的上电极(8)、压电片(9)形状相同，在电陶瓷材料(4)上的上电极(8)、压电片(9)中间部分留有间隙；压电陶瓷材料(4)均有左压电片上电极引线(11)、右压电片上电极引线(12)引出，分别作为输出电能的正负两极；所述的压电俘能部分和电磁俘能部分共用壳体(1)、基底梁(5)、上永磁体(3)、下永磁体(7)、锥形永磁体(6)；所述的压电俘能部分包括压电陶瓷材料(4)、基底梁(5)、上永磁体(3)、下永磁体(7)、锥形永磁体(6)、左压电片上电极引线(11)、右压电片上电极引线(12)；所述的上永磁体(3)、下永磁体(7)和锥形永磁体(6)在电磁俘能部分作为质量块使用；所述的电磁俘能部分包括线圈(2)、上永磁体(3)、下永磁体(7)、锥形永磁体(6)；上永磁体(3)、下永磁体(7)和锥形永磁体(6)在电磁俘能部分用于产生电磁发电所需磁场；所述的用于控制压电‑电磁复合式俘能器的能量采集电路包括电磁俘能器能量采集电路、压电俘能器能量采集电路、用于实现复合充电并防止电流回流的充电电路；电磁俘能器能量采集电路用于提高电磁俘能器的输出电压，降低输出电流，从而提高输出功率，此外，还需使得电磁俘能器能量采集电路的输出电压与充电电池的充电电压匹配；压电俘能器能量采集电路用于降低压电俘能器的输出电压，提高输出电流，从而提高输出功率，此外，还需使得压电俘能器能量采集电路的输出电压与充电电池的充电电压匹配。