一种压电陶瓷发电装置的制作方法

本实用新型属于压电陶瓷应用技术领域，具体涉及一种压电陶瓷发电装置。

背景技术：

目前，随着环境保护政策、措施日益严苛，污染严重的传统能源受到制约，而新能源技术逐渐得到快速发展，其中利用压电陶瓷发电的新技术渐渐得以实际应用。

压电陶瓷材料具有独特的压电效应，可将机械能转变为电能。在外界振动或者冲击的作用下，压电陶瓷产生变形，输出电荷量。在持续振动的工况条件下，压电陶瓷也将持续不断地输出电能。现有压电发电技术存在结构复杂，压电材料的压电常数低，能量转换效率低、发电量弱等不足。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种压电陶瓷发电装置，压电双晶片采用高压电特性陶瓷材料制作，组成悬臂结构，在振动或冲击工况条件下产生电能。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种压电陶瓷发电装置，包括压电双晶片和夹持固定座，所述压电双晶片连接在夹持固定座上，组成悬臂结构或简支梁结构，在振动或者冲击的工况条件下，压电双晶片将产生往复偏转，基于压电材料的正压电效应，压电双晶片将输出电荷。

所述压电双晶片由2片压电陶瓷与中间层粘接在一起，2片压电陶瓷按照极性规则地排列，中间层采用金属片或导电复合材料制成，上下2片压电陶瓷联通作为一极，中间层作为一极，输出电量。

所述压电双晶片由2片压电陶瓷与中间层粘接在一起，2片压电陶瓷按照极性规则地排列，中间层采用金属片或导电复合材料制成，上下2片压电陶瓷各为一极，输出电量。

所述压电双晶片由2片压电陶瓷按照极性规则地排列粘接在一起，上下2片压电陶瓷各为一极，输出电量。

所述的压电双晶片的陶瓷材料的压电常数d33大于800pc/N。

所述的压电陶瓷发电装置，输出的电量通过外围的全桥整流电路，变成直流电压，将电能储存在储能电容上。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的压电陶瓷发电装置，使用高压电常数的压电陶瓷材料，在单位振动强度下能获得更多的电能。利用压电双晶片结构的压电陶瓷发电装置，具有结构简单、紧凑，空间尺寸小，可得到几至几百毫焦耳的电能，在低功耗电器应用领域有较大的应用空间。

附图说明

图1是第一种压电陶瓷发电装置的结构示意图；

图2是第二种压电陶瓷发电装置结构示意图；

图3是第三种压电陶瓷发电装置结构示意图；

图4是第四种压电陶瓷发电装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图进一步阐明本实用新型，本具体实施方式在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，利用压电双晶片结构的压电陶瓷发电装置，包括压电双晶片1和夹持固定座2，压电陶瓷发电装置包括至少1片压电双晶片，压电双晶片使用高压电常数（d33大于800pc/N）的压电陶瓷材料，2片压电陶瓷按照极性规则地排列，将压电双晶片1连接在夹持固定座2上，组成悬臂结构，在振动或者冲击的工况条件下，压电双晶片将产生往复偏转，基于压电材料的正压电效应，压电双晶片将输出电荷。

压电双晶片有2片压电陶瓷3和中间层4组成，2片压电陶瓷按照极性规则地排列。将外侧压电陶瓷电极相连，作为一极输出，中间层作为一极输出。当压电双晶片受到振动或冲击时，悬臂梁产生弯曲变形，当处于往下的弯曲变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上输出正电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上也输出正电荷。两极合并叠加能量输出。当处于往上的弯曲变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上输出负电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上也输出负电荷。两极合并叠加能量输出。在持续振动的工况条件下，压电双晶片也将持续不断地输出电能。

实施例2

如图2所示，利用压电双晶片结构的压电陶瓷发电装置，包括压电双晶片1和2组夹持固定座2，压电双晶片1使用高压电常数（d33大于800pc/N）的压电陶瓷材料，2片压电陶瓷按照极性规则地排列，将压电双晶片1两端连接在夹持固定座2上，组成简支梁结构，在剧烈振动或者大冲击的工况条件下，压电双晶片中腹将产生上下起伏，基于压电材料的正压电效应，压电双晶片将输出电荷。简支梁结构有利于承受较大过载。

压电双晶片1有2片压电陶瓷3和中间层4组成，2片压电陶瓷按照极性规则地排列。将外侧压电陶瓷电极相连，作为一极输出，中间层4作为一极输出。当压电双晶片受到振动或冲击时，简支梁产生弯曲变形，当处于往下的起伏变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上输出正电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上也输出正电荷。两极合并叠加能量输出。当处于往上的起伏变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上输出负电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上也输出负电荷。两极合并叠加能量输出。在持续振动的工况条件下，压电双晶片也将持续不断地输出电能。

实施例3

如图3和图4所示，利用压电双晶片结构的压电陶瓷发电装置，包括压电双晶片1和夹持固定座2，压电陶瓷发电装置包括至少一片压电双晶片，压电双晶片使用高压电常数（d33大于800pc/N）的压电陶瓷材料，压电双晶片采用二线制设计。二片压电陶瓷按照极性规则地排列，将压电双晶片连接在夹持固定座上，组成悬臂结构，在振动或者冲击的工况条件下，压电双晶片将产生往复偏转，基于压电材料的正压电效应，压电双晶片将输出电荷。

压电双晶片有2片压电陶瓷直接组成或在2片压电陶瓷之间设中间层组成，二片压电陶瓷按照极性规则地排列。将2片压电陶瓷分别作为一极输出。当压电双晶片受到振动或冲击时，悬臂梁产生弯曲变形，当处于往下的弯曲变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上输出正电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上也输出正电荷。两极合并叠加能量输出。当处于往上的弯曲变形时，处于上层的压电陶瓷受到与极化方向相反的压力，厚度方向伸长，径向长度方向收缩，基于正压电效应，在电极面上输出负电荷。同时下层压电陶瓷受到与极化方向相同的压力，厚度方向收缩，径向长度方向伸长，基于正压电效应，在电极面上也输出负电荷。两极合并叠加能量输出。在持续振动的工况条件下，压电双晶片也将持续不断地输出电能。