脉冲发电机电能合成装置及其方法与流程

文档序号:12487961阅读:258来源:国知局
脉冲发电机电能合成装置及其方法与流程

本发明涉及一脉冲发电机,尤其涉及一脉冲发电机电能合成装置及其方法,以增加输出80%-100%的电能。



背景技术:

随着科学技术的发展和环境保护理念的深入人心,电子产品的低功耗、环保、智能、小型化成为当前工业生产和家庭家居的主要发展方向和竞争趋势。超低功耗技术的芯片发展迅速并应用于很多电子产品中,具有自获能源功能的无线控制装置就是利用微型机械电能产生装置为超低功耗的无线发射电路供电,从而成功地使无线遥控器或开关等无线控制装置摆脱了对电池的依赖,从而降低了用户持续购买电池的费用,对环境保护也起到积极地促进作用。

现有的自获能源的无线控制装置限制于实用体积,只能够驱动高速率的(速率达100K-2Mbps)超低功耗的集成电路发送一些简单的数字编码,因为具有实用性的体积的自获能源装置产生的能源极其有限,且每操作一次机械发电装置,产生的能量仅存在几个毫秒的时间,只能满足高速率的超低功耗通信芯片发送约10个字节的数据。但是这种超低功耗的通信芯片的价格比较昂贵,一般仅一个芯片的单价就为数美元,使得一些普通的遥控电子产品由于成本的考虑而无法应用昂贵的超低功耗芯片。

现阶段,随着智能家居概念的兴起,很多智能家居系统中开始采用无线通信协议来传送控制信号,例如采用蓝牙、WIFI等通信协议。这些协议由于数据量大,而且要多信道传送信息,因此现有的具有实用性的体积的机械发电装置产生的电能不足以支持这些协议的完整发送。

此外,现有常规的遥控芯片(或者电路)加上其控制部分的MCU(Microcontroller Unit)在发射10dBm功率的情况下总电流在30-40mA之间,功耗大,而且通信速率较低(9.6K-40Kbps),因此,这类电路如果要完成同样字节的数据发送同样需要更多的能量驱动。

具有自获能源功能的控制装置中的电能产生装置大多为机械按压式,利用电磁感应或压电效应的原理将机械能转化成电能,这是一种手按式的脉冲发电机。受限于体积及按压行程,手按一次发电机可瞬间产生极小的脉冲电能。无法满足常规的低功耗无线通信电路发送10个字节的数据所需的驱动能量,因此,脉冲式发电机不能为现有的具有标准通信协议的通信电路模块或者常规的无线通信电路提供工作电能。

常规无线通信电路的功耗大,需要脉冲式发电机每按压一次产生更多的能量,而如果需要产生较大的能量则需要更大体积或更大按压行程的发电机,机械推力变大,装置的机械噪声显着增加、手感变得十分费劲,而且装置的寿命会显着降低,当手按脉冲发电机的按压力大于10N时,装置的工业实用性会变差,用户体验效果会非常不好,这些缺陷对于一些需要美观与轻巧的产品设计来讲是致命的。



技术实现要素:

本发明的一个目的在于提供一脉冲发电机电能合成装置及其方法,其中通过将至少一机械按压式脉冲发电机在按压过程中两次动作,即为按压及复位,所分别产生的电能合在一起后,向常规无线通信电路供电,从而彻底解决了常规无线通信电路通过脉冲式发电机驱动时能量不够的问题。

本发明的另一目的在于提供一脉冲发电机电能合成装置及其方法,其中将按压所述机械按压式脉冲发电机过程中两次动作产生的电能整合在一起,这样本发明的所述脉冲发电机电能合成装置的输出电能增加了80%-100%。因此,可轻易驱动常规无线通信电路。

本发明的另一目的在于提供一脉冲发电机电能合成装置及其方法,其使按压产生的电能加倍,以应用于超低功耗的无线通信电路时,在同等输出电能的情况下可显着减少所述机械按压式脉冲发电机的体积。因此,需要的推力可大幅减少,按压舒适度显着提高,噪声基本消除,寿命显着提高,更可应用于一些微小空间的场合。

本发明的另一目的在于提供一脉冲发电机电能合成装置及其方法,以使一般的通信电路均可应用于自获能源的控制装置中,显着降低了对芯片性能的要求,使得廉价的芯片也可以被脉冲发电机驱动,从而大大降低了产品的价格,对于普及自获能控制装置这类产品有着极大的推进作用。

本发明的另一目的在于提供一脉冲发电机电能合成装置及其方法,以增加了一次输出的能量,可以在同等功率下延长一次电能输出的时间或者同等时间内增大一次电能输出的功率,适用于有线或者无线的自获能装置。

为了达到以上至少一个目的,本发明提供一一脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,包括:

至少一脉冲发电装置,其在按压和复位时,分别产生一第一次感生电能和一第二次感生电能;

至少一整流器件,其电连接所述脉冲发电装置,以将所述第一次感生电能和所述第二次感生电能整流;

至少一电能储存装置,其电连接所述整流器件;

至少一开关,其电连接所述电能储存装置,以产生时间差让二次的所述感生电能分别储存于所述电能储存装置;以及

至少一电压变换器,其输入端电连接所述开关和所述电能储存装置,其中所述电压变换器的输出端电连接所述负载,这样通过所述开关控制所述电能储存装置向所述电压变换器供电,从而提供所述负载的工作电能。

根据本发明的实施例,其中所述开关为常闭触点开关。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件分别与所述脉冲发电装置和所述常闭触点开关接触,其中所述常闭触点开关的复位行程大于所述脉冲发电装置的复位行程,从而使所述脉冲发电装置产生所述第一次感生电能和第二次感生电能时,所述常闭触点开关皆断开,进而使二次的所感生电能于所述电能储存装置合为一整合电能,直至所述常闭触点开关复位导通后,才将所述整合电能向所述电压变换器供电。

根据本发明的实施例,其中所述开关为电子开关。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电机电能合成装置包括至少一触发装置,其电连接于所述脉冲发电装置、所述整流器件和所述电子开关,这样所述触发装置通过接收所述脉冲发电装置和所述整流器件所产生的所述感生电能,从而对所述电子开关发送一触发信号,以控制所述所述开关的导通和断开。

根据本发明的实施例,其中所述触发装置具有一延时电容,以将所述触发信号延时,从而延长所述电子开关导通的时间。

根据本发明的实施例,其中还包括一个二极管,其设置于所述电压变换器输出端和所述电子开关之间,其中所述电压变换器的输出端通过所述二极管向所述电子开关的控制端提供一维持触发信号,以使所述电子开关被持续导通,直至所述电容器中的电能释放完毕。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件与所述脉冲发电装置接触,以进行按压和复位的触发。

根据本发明的实施例,其中所述开关实施为二个三极管T1、T2和一电阻R1构成的电子开关,其中所述三极管T1实施为PNP,所述三极管T2实施为NPN。

根据本发明的实施例,其中所述电能储存装置具有两个储能元件,其中第一储能元件与所述整流器件和所述电子开关的所述三极管T1的发射极电性连接,所述第二储能元件与所述整流器件和所述电压变换器电性连接,所述电子开关的三极管T2的集电极电性连接于所述三极管T1的基极。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件与所述脉冲发电装置接触,这样通过所述运动部件按压触发所述脉冲发电装置产生的所述第一次感生电能在所述电子开关的三极管T1未导通的情况下,储存于所述电能储存装置的所述第一储能元件,在复位触发所述脉冲发电装置产生的所述第二次感生电能向所述电能储存装置的所述第二储能元件充电,同时向所述电压变换器供电,从而使二次所述感生电能经由所述电压变换器为所述负载提供工作电能。

根据本发明的实施例,其中所述第二次感生电能通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,以使所述三极管T1和T2导通。

根据本发明的实施例,其中所述电压变换器接收所述第二次感生电能开始工作后,所述电压变换器的所述输出端向所述三极管的T2的e极提供一触发维持信号,以使所述三极管T1和T2持续导通。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电机电能合成装置包括一壳体,其中所述脉冲发电装置被设置于所述壳体内,且所述运动部件在所述壳体的上部可动地与所述脉冲发电装置接触,使所述脉冲发电装置在所述运动部件按压和复位时分别产生二次所述感生电能。

根据本发明的实施例,其中所述电能储存装置实施为电容器。

根据本发明的实施例,其中所述电压变换器输出电能为稳定的1.2-5V的一直流电压。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电装置实施为一磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体,一铁芯,一线圈,以及一弹簧,其中二个所述导磁体之间形成一磁隙,其具有N-S两极磁场,所述线圈缠绕于所述铁芯,所述所述铁芯的所述开放端位于所述磁隙之间,所述弹簧支撑于所述铁芯,所述整流器件电性连接于所述线圈,从而使所述铁芯在所述磁隙内与所述导磁体交替抵接时使所述线圈产生正负脉冲的所述感生电能。

根据本发明的实施例,其中所述运动部件实施为一杠杆,其具有相对于所述弹簧处与所述铁芯接触的一凸点,从而通过所述凸点按压所述铁芯,通过所述弹簧使所述铁芯复位,进而使所述铁芯在所述磁隙之间作动。

根据本发明的实施例,其中所述脉冲发电装置实施为一压电式脉冲发电机,所述整流器件电性连接于所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件的输出端,这样所述压电式脉冲发电机按压和复位时,所述压电换能元件产生的二次电能将分别储存于所述电能储存装置,且通过所述开关控制向所述电压变换器供电。

根据本发明的实施例,其中所述负载系选自由通信电路、数字逻辑电路所组成的电子电路模块。

为达到以上至少一目的,本发明还提供一脉冲发电机电能合成方法,其特征在于,包括步骤如下:

(a)将脉冲发电装置产生的两次脉冲电能输入到整流器件的输入端;

(b)所述脉冲电能分别经所述整流器件整流;

(c)两次所述脉冲电能先后分别向电能储存装置充电;

(d)触发开关导通,将所述电能储存装置中存储的电能供给电压变换器;

(e)所述电压变换器开始工作,把所述电能储存装置中释放的电能变换成负载可工作的电源,并维持至所述电能储存装置中的电能释放完毕;以及

(f)所述负载获得工作电压,开始工作。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(a),所述脉冲发电装置实施为机械按压式脉冲发电装置,系选自磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机所组成的群组。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中所述磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体,一铁芯,一线圈,以及一弹簧,其中二个所述导磁体之间形成一磁隙,其具有N-S两极磁场,其中所述线圈缠绕于所述铁芯,其中所述弹簧支撑所述铁芯在二个所述导磁体之间抵接交替,从而所述线圈产生所述脉冲电能。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(a),通过一运动部件触发所述脉冲发电装置,使其在按压和复位时产生二次所述脉冲电能,其分别为一正脉冲电能,一负脉冲电能。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(b),所述整流器件将所述脉冲电能整流成两次同向的脉冲电能。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(c),两次所述脉冲电能经所述电能储存装置合为一整合电能。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(c),所述电能储存装置实施为电容器。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(d),所述开关为常闭触点开关。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中所述开关的交替抵接行程大于所述脉冲发电装置的交替抵接行程,这样在所述脉冲发电装置被所述运动部件按压产生第一次所述脉冲电能时,所述开关已经被按压至断开,在所述脉冲发电装置复位产生第二次所述脉冲电能时,所述开关仍处于断开状态,从而使二次的所述脉冲电能分别存储至所述电能储存装置以合为一整合电能,直至所述开关复位到导通,进而使所述整合电能供给至所述电压变换器。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(d),所述开关为电子开关。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中通过一触发装置以发送一触发信号,以控制所述电子开关的开和关。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中所述触发装置具有一延时电容,所述触发装置接收到第一次所述脉冲电能时,所述触发装置不导通,其中所述开关亦没有被触发导通,第一次所述脉冲电能将经由所述整流器件后储存于所述电能储存装置,所述触发装置接收到第二次所述脉冲电能时,所述延时电容将延长所述电子开关导通的时间,从而提供足够的电能输送时间。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(c),所述电能储存装置具有两个储能元件,其分别实施为电容器。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中所述开关为由二个三极管T1、T2和一电阻R1构成的电子开关。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中在所述脉冲发电装置被所述运动部件按压产生第一次所述正脉冲电能时,所述电子开关的所述三极管的T1未导通,所述正脉冲电能储存于所述第一储能元件,所述脉冲发电装置复位产生的第二次所述负脉冲电能储存于所述第二储能元件并向所述电压变换器供电,同时通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,使所述三极管T1和T2导通,从而所述第一储能元件的所述正脉冲电能向所述电压变换器供电。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中在所述脉冲发电装置被所述运动部件按压产生第一次所述正脉冲电能时,所述电子开关的所述三极管T1未导通,所述正脉冲电能储存于所述第一储能元件,所述脉冲发电装置复位产生的第二次所述负脉冲电能储存于所述第二储能元件并向所述电压变换器供电使其开始工作,所述电压变换器的输出端将通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,使所述三极管T1和T2持续导通,从而所述第一储能元件的所述正脉冲电能向所述电压变换器供电。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(e),所述电压变换器将所述整合电能变换输出为稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述负载。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(e),所述直流电压为1.2-5V。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(e),所述电压变换器系选自稳压元件、DC-DC直流变换模块、低压差线性稳压器所组成的群组。

根据本发明的实施例的所述脉冲发电机电能合成方法,其中根据步骤(f),所述负载为一电子电路模块。

附图说明

图1是根据本发明的机械按压式脉冲发电机的发电原理的结构示意图。

图2A至图2C是根据本发明的第一个优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置的原理作动示意图。图2A说明一运动部件同时按压脉冲发电装置和开关,且所述开关为断开。图2B说明脉冲发电装置复位,但所述开关仍为断开。图2C说明,所述开关复位并导通。

图3A至图3B是根据本发明的第二个优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置的原理作动示意图。图3A说明一运动部件按压脉冲发电装置,且所述开关为断开。图3B说明脉冲发电装置复位,且所述开关导通。

图4A至图4B是根据本发明的第三个优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置的原理作动示意图。图4A说明一运动部件按压脉冲发电装置,且所述开关为断开。图4B说明脉冲发电装置复位,且所述开关导通。

图5A至图5B是根据本发明的第三个优选实施例的一变形实施例的一脉冲发电机电能合成装置的原理作动示意图。图5A说明一运动部件按压脉冲发电装置,且所述开关为断开。图5B说明脉冲发电装置复位,且所述开关导通。

图6A和图6B为本发明各实施例中的结构示意图。图6A说明压电式脉冲发电机电能合成装置示意图。图6B说明磁电式脉冲发电机电能合成装置示意图。

图7为本发明各实施例中结构流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。

本发明是根据一脉冲发电机电能合成装置及其方法,其中通过将至少一机械按压式脉冲发电机在按压过程中两次动作,即为按压及复位,所分别产生的电能整合在一起后,再向常规无线通信电路或电子电路模块供电,从而彻底解决了常规无线通信电路通过脉冲式发电机驱动时能量不够的问题。值得一提的是,所述机械按压式脉冲发电机可实施为压电式脉冲发电机、磁电式脉冲发电机以作为电能产生装置。

值得一提的,如图1所述机械按压式脉冲发电机的发电原理,以磁电式脉冲发电机为例作为说明,所述磁电式脉冲发电机30包括二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。一整流器件40电性连接于所述线圈34。二个所述导磁体31,32分别各为一个N极的第一导磁体31和一个S极的第二导磁体32,且在二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,进一步地说,在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。一杠杆10驱轴转动地设置于一杠杆支点21,并且所述杠杆10具有一凸点11,其与所述铁芯33接触。所述铁芯33驱轴转动地设置于一铁芯支点22,其中所述铁芯33与所述铁芯支点22的相对端为一开放端331,其可活动地位于二个所述导磁体31,32之间,即所述所述铁芯33的所述开放端331位于所述磁隙36之间。所述弹簧35支撑所述铁芯33的所述开放端331,且相对于所述杠杆10的所述凸点11。这样当从所述杠杆10相对于所述杠杆支点21相对应的一开放端12向下按压时,所述杠杆10的所述凸点11同时将所述铁芯33和所述弹簧35向下压,这时所述铁芯33的所述开放端331将从所述第一导磁体31到所述第二导磁体32,在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈34产生微小的第一次电能,并且因为所述线圈34产生的所述第一次感生电能在经由所述整流器件40后,可为负载供电,即可为常规无线通信电路或电子电路模块供电。值得一提的是,当放开所述杠杆10的所述开放端12时,所述弹簧35将使所述杠杆10和所述铁芯33复位,即所述铁芯33的所述开放端331将从第二导磁体32到第一导磁体31,在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈产生微小的第二次感生电能,且所述线圈产生的正负脉冲的所述第二次电能在经由所述整流器件40后,可为负戴供电。可以理解的,所述杠杆10的所述开放端12被按下及复位时,所述线圈34中会产生两次电能,从而在所述负载80的两端会有两次短暂存在的供电脉冲。这两次电能各自存在的时间在10mS(2V@10mA)左右,两次电能产生存在一个时间差,与按下所述杠杆的所述开放端及松开所述杠杆的所述开放端的速度有关,脉冲间隔时间通常在100mS-500mS之间,因此,两次电能分开存在,没有合在一起,不能被有效的利用。例如当所述负载实施为低功耗蓝牙BLE(Bluetooth low energy)模块时,要将BLE蓝牙协议发送完毕,连续供电时间最少需要18-20mS,如果采用上述装置供电,显然BLE协议无法发送完毕。

因此,本发明基于上述的发电原理,以将所述机械按压式脉冲发电机所产生的两次电能整合,以为所述负载提供时间更持久的电能,使所述负载能有充裕的时间发送各种通讯协议。

如图2A-2C所示是根据本发明的一第一优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,一开关60,以及一电压变换器70。所述机械按压式脉冲发电装置30被设置于所述壳体20内,且所述运动部件10在所述壳体20的上部可动地与所述机械按压式脉冲发电装置30和所述开关60接触,使所述机械按压式脉冲发电装置30在所述运动部件10按压和复位时分别产生二次感生电能。所述整流器件40与所述机械按压式脉冲发电装置30电性连接。所述电能储存装置50电连接于所述整流器件40和所述电压变换器70。所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70。所述电子电路模块80电连接于所述电压变换器70,其中所述开关60为一常闭触点开关。这样当所述运动部件10按压触发所述机械按压式脉冲发电装置30时,将同时按压触发所述开关60,这时所述机械按压式脉冲发电装置30将产生的一第一次感生电能,其经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50,这时所述开关60被触发为断开,因此,所述第一次感生电能无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能储存于所述电能储存装置50,如图2A所示。接着所述运动部件10从所述机械按压式脉冲发电装置30半复位触发后将产生一第二次感生电能,其亦经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50,这时所述电能储存装置50的所述第一次感生电能和所述第二次感生电能将合成一整合电能,如图2B所示。接着所述运动部件10完全复位,使所述开关60复位至常闭状态,即所述开关复位导通,因此,储存于所述电能储存装置50的所述整合电能将通过所述开关60向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将所述整合电能变换输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电能供给所述电子电路模块80,如图2C所示。可以理解的,通过本发明,将所述机械按压式脉冲发电装置30产生的两次电能合二为一,充分利用了所述机械按压式脉冲发电装置30复位时产生的能量,从而倍增了所述机械按压式脉冲发电装置30的输出能量,本发明在不改变所述机械按压式脉冲发电装置30的体积的情况下可为具有标准通信协议的通信电路提供发送完整协议的电能,因而具有极好的应用价值。

根据本发明的实施例,所述运动部件10实施为一杠杆,其具有一凸点11。所述壳体20具有一杠杆支点21,和一铁芯支点22。所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。所述电能储存装置50实施为电容器,其可为有极性电容器或无极性电容器,本实施例的图示说明为有极性电容器,仅作示例,不为本发明的限制。所述电压变换器70是将一种直流电压变换为另一电压值的开关模块,把所述电能储存装置50两端瞬间不稳定的电压转换成1.2-5V的稳定的直流电压。进一步地说,二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述整流器件40电性连接于所述线圈34。所述杠杆驱轴转动地设置于所述杠杆支点21,其中所述杠杆的所述凸点11,其与所述铁芯33接触。所述铁芯33驱轴转动地设置于所述铁芯支点22,其中所述铁芯33与所述铁芯支点22的相对端为一开放端331,其可活动地位于二个所述导磁体31,32之间,即所述所述铁芯33的所述开放端位于所述磁隙36之间,这样所述铁芯33在所述磁隙36之间交替抵接时,所述磁感线将使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生正负脉冲的所述感生电能。所述整流器件40电性连接于所述线圈34,这样所述线圈34产生的所述感生电能将通过所述整流器件40进行整流。所述弹簧35在相对于所述杠杆的所述凸点11处支撑于所述铁芯33的所述开放端。

所以,根据所述机械按压式脉冲发电机的发电原理,当从所述杠杆相对于所述杠杆支点21相对应的一开放端12向下按压时,所述杠杆的所述凸点11同时将所述铁芯33和所述弹簧34向下压,并且所述杠杆的所述开放端12同时下压触发所述开关60,这时所述铁芯33的所述开放端331将从所述第一导磁体31到所述第二导磁体32,在所述铁芯33的所述开放端331的交替抵接下,使所述线圈34产生微小的所述第一次感生电能,这时所述开关60被触发为断开,因此所述线圈34产生的所述第一次感生电能在经由所述整流器件40后,无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能将所述第一次感生电能储存于所述电容器。然后,在放开所述杠杆的所述开放端12时,由于所述开关60的复位行程大于所述所述弹簧35的复位行程,因此,所述杠杆通过所述弹簧35的弹性复位,将使所述杠杆半复位,并使所述铁芯33复位,即所述铁芯33的所述开放端331将从所述第二导磁体32到第一导磁体31,因此所述磁感线在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈34产生微小的所述第二次感生电能,这时所述开关60仍为断开状能,因此所述线圈34产生的所述第二次感生电能在经由所述整流器件40后,依然无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能将所述第二次感生电能储存于所述电容器,因此所述电容器将所述第一次感生电能和所述第二次感生电能将合成所述整合电能。接着,通过所述开关60的弹性复位,将所述杠杆复位,这时所述开关60复位至常闭状态,即所述开关60复位导通,这时所述整合电能将通过所述开关60向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将所述整合电能变换输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。换言之,经由所述电压变换器70输出的所述直流电压维持的时间较原先多2倍。另外,所述直流电压为1.2-5V,其中具体的输出电压为所述电子电路模块80的典型工作电压。另外,如图所示,在电路中,所述电容器具有一a点,所述电压变换器70具有一a1点,其中所述开关60复位导通,即是导通所述电容器的供电回路,以向所述电压变换器70供电。另外,所述电子电路模块80即为一负载,其实施不限通信电路,亦可以是一数字逻辑电路。所述电压变换器70为稳压元件、DC-DC直流变换模块、LDO(low dropout regulator,一种低压差线性稳压器)中的一种。

另外,本发明的第一优选实施例的变型实施例,其中所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一压电式脉冲发电机。所述整流器件40电性连接于所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件的输出端,这样所述杠杆在相对所述压电式脉冲发电机按压和复位时,所述压电换能元件产生的二次感生电能将分别储存于所述电能储存装置50,并由所述开关60控制是否将电能传送到所述电压变换器70。也就是说,由于所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70之间,且所述开关60为常闭开关。因此,在所述杠杆对所述压电式脉冲发电机按压时,所述开关60同时被所述杠杆触发后为断开,这时所述压电式脉冲发电机所产生的第一次感生电能只能先储存于所述电能储存装置50,接着当放开所述杠杆使所述压电式脉冲发电机复位时,这时所述压电式脉冲发电机所产生的第二次感生电能亦先储存于所述电能储存装置50,最后所述开关60复位后,所述开关60为导通,因此在所述电能储存装置50的第一次感生电能和第二次感生电能已被合为一整合电能将通过过所述开关60向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将所述整合电能变换输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。可以理解的,本变型实施例与所述第一优选实施例的原理相同,只是产生电能的装置实施为磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机。

如图7所示,根据本发明的第一优选实施例,提供一脉冲发电机电能合成方法,其包括步骤如下:

(a)将脉冲发电装置30产生的两次脉冲电能输入到整流器件40的输入端;

(b)所述脉冲电能分别经所述整流器件40整流;

(c)两次所述脉冲电能先后分别向电能储存装置50充电;

(d)触发开关60导通,将所述电能储存装置50中存储的电能供给电压变换器70;

(e)所述电压变换器70开始工作,把所述电能储存装置50中释放的电能变换成负载可工作的电源,并维持至所述电能储存装置50中的电能释放完毕;以及

(f)所述负载获得工作电压,开始工作。

根据步骤(a),所述脉冲发电装置30实施为机械按压式脉冲发电装置,系选自磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机所组成的群组。

所述磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述弹簧35支撑所述铁芯33在二个所述导磁体31,32之间交替抵接,通过所述磁感线使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生所述脉冲电能。

根据步骤(a),通过一运动部件10触发所述脉冲发电装置30,使其在按压和复位时产生二次所述脉冲电能,其分别为一正脉冲电能,一负脉冲电能。

根据步骤(b),所述整流器件40将所述脉冲电能整流成两次正脉冲电能。

根据步骤(c),两次所述脉冲电能经所述电能储存装置50合为一整合电能。

根据步骤(c),所述电能储存装置50实施为电容器。

根据步骤(d),所述开关60为常闭触点开关。

根据步骤(d),所述开关60的交替抵接行程大于所述脉冲发电装置30的交替抵接行程,因此,在所述脉冲发电装置30被所述运动部件10按压产生第一次所述脉冲电能时,所述开关60同时被按压至断开,在所述脉冲发电装置30复位产生第二次所述脉冲电能时,所述开关60仍处于断开状态,这样二次的所述脉冲电能分别存储至所述电能储存装置50以合为所述整合电能,然后,所述开关60复位至导通,使所述整合电能供给至所述电压变换器70。

根据步骤(e),所述电压变换器70将所述整合电能变换输出为稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。

根据步骤(e),所述直流电压为1.2-5V。

根据步骤(f),所述负载为一电子电路模块80。

如图3A至3B所示是根据本发明的一第二优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,一开关60,一电压变换器70以及一触发装置90。所述开关60为一电子开关。所述机械按压式脉冲发电装置30被设置于所述壳体20内,且所述运动部件10在所述壳体20的上部可动地与所述机械按压式脉冲发电装置30接触,使所述机械按压式脉冲发电装置30在所述运动部件10按压和复位时分别产生二次感生电能。所述整流器件40与所述机械按压式脉冲发电装置30电性连接。所述电能储存装置50电连接于所述整流器件40和所述电压变换器70。所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70以及所述触发装置90。所述电子电路模块80电连接于所述电压变换器70。所述触发装置90电连接于所述机械按压式脉冲发电装置30、所述整流器件40和所述开关60,这样所述触发装置90通过接收所述机械按压式脉冲发电装置30和所述整流器件40所产生的正负脉冲电能,从而对所述开关60发送一触发信号,以控制所述开关60的开和关。

这样当所述运动部件10按压触发所述机械按压式脉冲发电装置30时,将同时触发所述触发装置90,这时所述机械按压式脉冲发电装置30将产生的一第一次感生电能,其为负脉冲电能,其中所述触发装置90接收到所述负脉冲电能时,所述触发装置90为不导通,故所述开关60亦没有被触发导通。因此,所述第一次感生电能将经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50,同时所述开关60为断开,所以所述第一次感生电能无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能储存于所述电能储存装置50。接着所述运动部件10从所述机械按压式脉冲发电装置30复位触发后将产生一第二次感生电能,其经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50,这时所述电能储存装置50的所述第一次感生电能和所述第二次感生电能将合成一整合电能,同时所述第二次感生电能为正脉冲电能,其中所述触发装置90接收到所述正脉冲电能时,所述触发装置90为导通并对所述开关60发送所述触发信号以使所述开关60触发导通。因此,所述整合电能将通过所述开关60向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将所述整合电能变换输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电能供给所述电子电路模块80。值得一提的是,所述触发装置90设置有一延时电容91,其作用是使所述触发信号延时,以延长所述电子开关导通的时间。也就是说,在所述第二次感生电能产生完毕后所述电子开关仍能在一定时间内保持导通状态,从而提供所述第一次感生电能和第二次感生电能足够的对所述电压变换器70供电的时间。

可以理解的,通过本发明,将所述机械按压式脉冲发电装置30产生的两次电能合二为一,充分利用了所述机械按压式脉冲发电装置30复位时产生的能量,从而倍增了所述机械按压式脉冲发电装置30的输出能量,本发明在不改变所述机械按压式脉冲发电装置30的体积的情况下可为具有标准通信协议的通信电路提供发送完整协议的电能,因而具有极好的应用价值。

根据本发明的实施例,所述运动部件10实施为一杠杆,其具有一凸点11。所述壳体20具有一杠杆支点21,和一铁芯支点22。所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。所述电能储存装置50实施为电容器,其可为有极性电容器或无极性电容器,本实施例的图示说明为有极性电容器,仅作示例,不为本发明的限制。所述电压变换器70是将一种直流电压变换为另一电压值的模块,把所述电能储存装置50两端瞬间不稳定的电压转换成1.2-5V的稳定的直流电压。进一步地说,二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述整流器件40电性连接于所述线圈34。所述杠杆驱轴转动地设置于所述杠杆支点21,其中所述杠杆的所述凸点11,其与所述铁芯33接触。所述铁芯33驱轴转动地设置于所述铁芯支点22,其中所述铁芯33与所述铁芯支点22的相对端为一开放端331,其可活动地位于二个所述导磁体31,32之间,即所述所述铁芯33的所述开放端位于所述磁隙36之间,这样所述铁芯33在所述磁隙36之间交替抵接时,缠绕于所述铁芯33的所述线圈34将产生正负脉冲电能。所述整流器件40电性连接于所述线圈34,这样所述线圈34产生的所述正负脉冲电能将通过所述整流器件40分别整流成同向的脉冲电能。所述弹簧35在相对于所述杠杆的所述凸点11处支撑于所述铁芯33的所述开放端。

所以,根据所述机械按压式脉冲发电机的发电原理,当从所述杠杆相对于所述杠杆支点21相对应的一开放端12向下按压时,所述杠杆的所述凸点11同时将所述铁芯33和所述弹簧34向下压,这时所述铁芯33的所述开放端331将从所述第一导磁体31到所述第二导磁体32,所述磁感线在所述铁芯33的所述开放端331的交替抵接下,使所述线圈34产生微小的所述第一次感生电能,其为负脉冲电能,其中所述触发装置90接收到所述负脉冲电能时,所述触发装置90为不导通,故所述开关60亦没有被触发导通。因此所述线圈34产生的所述第一次感生电能在经由所述整流器件40后,无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能将所述第一次感生电能储存于所述电容器。然后,在放开所述杠杆的所述开放端12时,述杠杆通过所述弹簧35的弹性复位,并使所述铁芯33复位,即所述铁芯33的所述开放端331将从所述第二导磁体32到第一导磁体31,因此所述磁感线在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈34产生微小的所述第二次感生电能,其为正脉冲电能,所述触发装置90接收到所述正脉冲电能时,所述触发装置90为导通状态并对所述开关60发送所述触发信号以使所述开关60触发导通。所述正脉冲电能经由所述整流器件40后储存于所述电容器,并同时与所述第一次感生电能向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将脉冲电能变换输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。换言之,经由所述电压变换器70输出的所述直流电压维持的时间是原先的2倍。另外,所述直流电压为1.2-5V,其中具体的输出电压为所述电子电路模块80的典型工作电压。

值得一提的是,所述触发装置90设置有所述延时电容91,其作用是使所述触发信号延时,以延长所述电子开关导通的时间。也就是说,在所述第二次感生电能产生完毕后所述电子开关仍能在一定时间内保持导通状态,从而提供所述第一次感生电能和第二次感生电能足够的对所述电压变换器70供电的时间。特别地,所述脉冲发电机电能合成装置还包括一个二极管,其设置于所述电压变换器70输出端和所述电子开关之间。进一步地说,所述电子开关具有一输入端,一控制端,一输出端,以及电源负极端。在本实施例中,所述控制端连接所述二极管,也就是说,从所述电压变换器的输出端通过所述二极管向所述电子开关的控制端提供一维持触发信号。所述电子开关的所述输入端连接于所述电能储存装置50。所述电子开关的所述输出端连接于所述电压变换器70的输入端。

因此,当所述线圈34产生第一次的所述负脉冲电能时,所述负脉冲电能通过所述整流器件40向所述电容器充电,此时,所述触发装置90接收到的为所述负脉冲电能,所述电子关开关闭,所述电容器储存第一次电能。接着,当所述线圈34产生第二次的所述正脉冲电能时,所述正脉冲电能通过所述整流器件40向所述电容器二次充电,这时,所述触发装置90接收到的为所述正脉冲电能,所述电子关开触发导通,所述电容器中储存的电能经过所述电子开关给所述电压变换器70供电,所述电压变换器70的输出端输出1.2-5V的电能;同时,这个电能经所述二极管反馈给所述电子开关的控制端,以使所述电子开关被持续导通,直至所述电容器中的电能释放完毕,所述电子开关会重新断开,直至下次循环。

另外,如图所示,在电路中,所述电子开关前后具有一a点和一a1点,且所述电子开关电连接所述触发装置90,以通过所述触发装置90的所述触发信号控制所述电子开关的开和关,以而控制所述电能储存装置50的中的所述整合电能向所述电压变换器70供电。另外,所述电能储存装置50根据需要,可以是一个或者是多个的并联组合。另外,所述电子电路模块80作为一负载,其实施不限通信电路,亦可以是一数字逻辑电路。

值得一提的是,所述电子开关可以实施为包含半导体器件,个三极管,场效应管,或者开关模块中的一个或多个,其中只要能实现被触发导通并完成开关的功能即可,这不为本发明的限制。

值得一提的是,本实施例中的所述第一次感生电能定义为负脉冲电能,所述第二次感生电能定义为正脉冲电能,这并不是绝对的限制,也就是说,所述第一次感生电能亦可定义为正脉冲电能,而所述第二次感生电能具定义为负脉冲电能,只要二次的感生电能可分别在所述电能储存装置50合为所述整合电能,并且通过所述第二次感生电能使所述触发装置90的所述触发信号控制所述电子开关的导通,以将所述整合电能传送至所述电压变换器70即可。

根据本发明的第二优选实施例,提供一脉冲发电机电能合成方法,其包括步骤如下:

(a)将脉冲发电装置30产生的两次脉冲电能输入到整流器件40的输入端;

(b)所述脉冲电能分别经所述整流器件40整流;

(c)两次所述脉冲电能先后分别向电能储存装置50充电;

(d)触发开关60导通,将所述电能储存装置50中存储的电能供给电压变换器70;

(e)所述电压变换器70开始工作,把所述电能储存装置50中释放的电能变换成负载可工作的电源,并维持至所述电能储存装置50中的电能释放完毕;以及

(f)所述负载获得工作电压,开始工作。

根据步骤(a),所述脉冲发电装置30实施为机械按压式脉冲发电装置,系选自磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机所组成的群组。

所述磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述弹簧35支撑所述铁芯33在二个所述导磁体31,32之间交替抵接,使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生所述脉冲电能。

根据步骤(a),通过一运动部件10触发所述脉冲发电装置30,使其在按压和复位时产生二次所述脉冲电能,其分别为一正脉冲电能,一负脉冲电能。

根据步骤(c),两次所述脉冲电能经所述电能储存装置50合为一整合电能。

根据步骤(c),所述电能储存装置50实施为电容器。

根据步骤(d),所述开关60为电子开关。

根据上述方法,通过一触发装置90以发送一触发信号,以控制所述电子开关的开和关。进一步地,所述触发装置90具有一延时电容91,这样所述触发装置90接收到第一次所述脉冲电能时,所述触发装置90不导通,其中所述开关60亦没有被触发导通,第一次所述脉冲电能将经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50,所述触发装置90接收到第二次所述脉冲电能时,所述延时电容91将延时所述电子开关导通的时间,从而在所述第二次感生电能产生完毕后所述电子开关仍能在一定时间内保持导通状态,以提供所述第一次感生电能和第二次感生电能足够的对所述电压变换器70供电的时间。

根据步骤(e),所述电压变换器70将所述整合电能变换输出为稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。

根据步骤(e),所述直流电压为1.2-5V。

根据步骤(f),所述负载为一电子电路模块80。

另外,本发明的第二优选实施例的变型实施例,其中所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一压电式脉冲发电机。所述整流器件40电性连接于所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件的输出端,这样所述杠杆在相对所述压电式脉冲发电机按压和复位时,所述压电换能元件产生的二次感生电能将分别储存于所述电能储存装置50,并由所述开关60控制是否将电能传送到所述电压变换器70。也就是说,由于所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70之间,且所述开关60为电子开关。因此,在所述杠杆对所述压电式脉冲发电机按压时,所述压电式脉冲发电机所产生的第一次感生电能,这时所述电子开关为断开,因此所述第一次感生电能储存于所述电能储存装置50,接着当放开所述杠杆使所述压电式脉冲发电机复位时,所述压电式脉冲发电机所产生的第二次感生电能,所述第二次感生电能储存于所述电能储存装置50,同时所述触发装置90接收到所述第二次感生电能并通过所述触发装置90的所述延时电容91将所述触发信号发送至所述开关60并延长其触发时间,从而延长所述开关的导通时间,以在所述第二次感生电能产生完毕后所述开关仍能在一定时间内保持导通状态,以提供所述第一次感生电能和第二次感生电能足够的对所述电压变换器70供电的时间,而所述电压变换器70将两次感生电能变换输出为一稳定的直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。可以理解的,本变型实施例与所述第二优选实施例的原理相同,只是产生电能的装置实施为磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机。

如图4A和4B所示是根据本发明的一第三优选实施例的一脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,至少一开关60,以及一电压变换器70。所述开关60为一电子开关,进一步地说,所述开关为由二个三极管T1、T2和一电阻R1构成的电子开关。所述机械按压式脉冲发电装置30被设置于所述壳体20内,且所述运动部件10在所述壳体20的上部可动地与所述机械按压式脉冲发电装置30接触,使所述机械按压式脉冲发电装置30在所述运动部件10按压和复位时分别产生二次感生电能。所述整流器件40与所述机械按压式脉冲发电装置30电性连接。值得一提的是,三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基极,两侧部分是发射极和集电极,排列方式有PNP和NPN两种。本实施例的所述三极管T1实施为PNP,所述三极管T2实施为NPN。特别地,本发明中的电子开关由二个所述三极管T1、T2和一个电阻R1所构成,其中所述三极管T1、T2本身可作为触发式电子开关,所述三极管T2的e端在存在较小的电势则另外两端沿箭头方向导通,因此附加一个所述电阻R1分担一部分电势。

另外,所述电能储存装置50具有两个储能元件51,52,其中第一储能元件51与所述整流器件40和所述电子开关的三极管T1的所述发射极电性连接。所述第二储能元件52与所述整流器件40和所述电子开关的所述电阻R1以及所述电压变换器70电性连接。所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70。进一步地说,所述电子开关的三极管T1的所述发射极电性连接于所述第一储能元件51,所述电子开关的三极管T1的所述集电极电性连接所述电压变换器70。所述电子开关的三极管T2的所述集电极电性连接于所述三极管T1的基极,所述电子开关的三极管T2的所述基极电性连接所述电阻R1。所述电子电路模块80电连接于所述电压变换器70。

这样当所述运动部件10按压触发所述机械按压式脉冲发电装置30时,所述机械按压式脉冲发电装置30将产生的一第一次感生电能,其为正脉冲电能,其经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50的所述第一储能元件51,这时所述电子开关的所述三极管T1未导通。所以所述第一次感生电能无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能储存于所述电能储存装置50的所述第一储能元件51。接着所述运动部件10从所述机械按压式脉冲发电装置30复位触发后将产生一第二次感生电能,其为负脉冲电能,其经由所述整流器件40后向所述电能储存装置50的所述第二储能元件52充电,同时向所述电压变换器70供电,其中所述第二储能元件52的所述第二次感生电能将使所述电压变换器70开始工作。同时,所述第二次感生电能通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,这时所述三极管T1和T2导通,即所述电子开关导通。然后,所述第一储能元件51的所述第一次感生电能将向所述电压变换器70供电。因此,所述第二次感生电能和所述第一次感生电能分别经过所述电压变换器70输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电能供给所述电子电路模块80。

可以理解的,通过本发明,将所述机械按压式脉冲发电装置30产生的两次电能合二为一,充分利用了所述机械按压式脉冲发电装置30复位时产生的能量,从而倍增了所述机械按压式脉冲发电装置30的输出能量,本发明在不改变所述机械按压式脉冲发电装置30的体积的情况下可为具有标准通信协议的通信电路提供发送完整协议的电能,因而具有极好的应用价值。

根据本发明的实施例,所述运动部件10实施为一杠杆,其具有一凸点11。所述壳体20具有一杠杆支点21,和一铁芯支点22。所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。所述电能储存装置50的所述储能元件51,52分别实施为第一和第二电容器,其可为有极性电容器或无极性电容器,本实施例的图示说明为有极性电容器,仅作示例,不为本发明的限制。所述电压变换器70是将一种直流电压变换为另一电压值的开关模块,把所述电能储存装置50两端瞬间不稳定的电压转换成1.2-5V的稳定的直流电压。进一步地说,二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述整流器件40电性连接于所述线圈34。所述杠杆驱轴转动地设置于所述杠杆支点21,其中所述杠杆的所述凸点11,其与所述铁芯33接触。所述铁芯33驱轴转动地设置于所述铁芯支点22,其中所述铁芯33与所述铁芯支点22的相对端为一开放端331,其可活动地位于二个所述导磁体31,32之间,即所述所述铁芯33的所述开放端位于所述磁隙36之间,这样所述铁芯33在所述磁隙36之间交替抵接时,缠绕于所述铁芯33的所述线圈34将产生正负脉冲的所述感生电能。所述整流器件40电性连接于所述线圈34,这样所述线圈34产生的所述感生电能将通过所述整流器件40进行整流。所述弹簧35在相对于所述杠杆的所述凸点11处支撑于所述铁芯33的所述开放端。

所以,根据所述机械按压式脉冲发电机的发电原理,当从所述杠杆相对于所述杠杆支点21相对应的一开放端12向下按压时,所述杠杆的所述凸点11同时将所述铁芯33和所述弹簧34向下压,这时所述铁芯33的所述开放端331将从所述第一导磁体31到所述第二导磁体32,在所述铁芯33的所述开放端331的交替抵接下,使所述线圈34产生微小的所述第一次感生电能,其为正脉冲电能,这时所述电子开关的所述三极管T1未导通。因此,所述线圈34产生的所述第一次感生电能在经由所述整流器件40后,无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能将所述第一次感生电能储存于所述第一电容器。然后,在放开所述杠杆的所述开放端12时,述杠杆通过所述弹簧35的弹性复位,并使所述铁芯33复位,即所述铁芯33的所述开放端331将从所述第二导磁体32到第一导磁体31,因此在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈34产生微小的所述第二次感生电能,其为负脉冲电能,其经由所述整流器件40后储存于所述第二电容器,同时向所述电压变换器70供电,并且通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供所述触发信号,这时所述三极管T1和T2导通,即所述电子开关导通。然后,所述第一电容器中的所述第一次感生电能将同时向所述电压变换器70供电。因此,所述脉冲发电机的所述线圈交替产生的两次所述正负脉冲电能分别由所述第一、第二电容器存储,在所述电子开关的控制下分别向所述电压变换器70供电,使两次所述正负脉冲电能经过所述电压变换器70为所述电子电路模块80提供可工作的电源,其为所述直流电压且为1.2-5V,其中具体的输出电压为所述电子电路模块80的典型工作电压。

另外,所述电能储存装置50根据需要,可以是一个或者是多个的并联组合。也就是说,所述第一和第二电容器可以是一个或多个的并联组合。另外,所述电子电路模块80作为一负载,其实施不限通信电路,亦可以是一数字逻辑电路。

值得一提的是,本实施例中的所述第一次感生电能定义为正脉冲电能,所述第二次感生电能定义为负脉冲电能,这并不是绝对的限制,也就是说,所述第一次感生电能亦可定义为负脉冲电能,而所述第二次感生电能具定义为正脉冲电能,只要二次的感生电能分别储存于所述电容器,并经由所述电子开关控制将二次的所述感生电能传送至所述电压变换器70即可。

根据本发明的第三优选实施例,提供一脉冲发电机电能合成方法,其包括步骤如下:

(a)将脉冲发电装置30产生的两次脉冲电能输入到整流器件40的输入端;

(b)所述脉冲电能分别经所述整流器件40整流;

(c)两次所述脉冲电能先后分别向电能储存装置50充电;

(d)触发开关60导通,将所述电能储存装置50中存储的电能供给电压变换器70;

(e)所述电压变换器70开始工作,把所述电能储存装置50中释放的电能变换成负载可工作的电源,并维持至所述电能储存装置50中的电能释放完毕;以及

(f)所述负载获得工作电压,开始工作。

根据步骤(a),所述脉冲发电装置30实施为机械按压式脉冲发电装置,系选自磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机所组成的群组。

所述磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述弹簧35支撑所述铁芯33在二个所述导磁体31,32之间交替抵接,使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生所述脉冲电能。

根据步骤(a),通过一运动部件10触发所述脉冲发电装置30,使其在按压和复位时产生二次所述脉冲电能,其分别为一正脉冲电能,一负脉冲电能。

根据步骤(c),所述电能储存装置50具有两个储能元件,其分别实施为电容器。

根据步骤(d),所述开关60为由二个三极管T1、T2、一电阻R1构成的电子开关。

根据上述方法,在所述脉冲发电装置30被所述运动部件10按压产生第一次所述正脉冲电能时,所述电子开关的所述三极的T1未导通,所述正脉冲电能储存于所述第一储能元件51,所述脉冲发电装置30复位产生的第二次所述负脉冲电能储存于所述第二储能元件52并向所述电压变换器70供电,同时通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,使所述三极管T1和T2导通,从而所述第一储能元件51的所述正脉冲电能向所述电压变换器70供电。

根据步骤(e),所述电压变换器70将所述整合电能变换输出为稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。

根据步骤(e),所述直流电压为1.2-5V。

根据步骤(f),所述负载为一电子电路模块80。

另外,如图5A和5B所示,本发明的第三优选实施例的一变型实施例,其中所述三极管T2的e极提供所述触发信号来至所述所述电压变换器70的一输出端。

本变型实施例的一脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,一开关60,以及一电压变换器70。所述开关60为由二个三极管T1、T2、一电阻R1构成的电子开关。所述机械按压式脉冲发电装置30被设置于所述壳体20内,且所述运动部件10在所述壳体20的上部可动地与所述机械按压式脉冲发电装置30接触,使所述机械按压式脉冲发电装置30在所述运动部件10按压和复位时分别产生二次感生电能。所述整流器件40与所述机械按压式脉冲发电装置30电性连接。值得一提的是,三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基极,两侧部分是发射极和集电极,排列方式有PNP和NPN两种。本实施例的所述三极管T1实施为PNP,所述三极管T2实施为NPN。

另外,所述电能储存装置50具有两个储能元件51,52,其中第一储能元件51与所述整流器件40和所述电子开关的三极管T1的所述发射极电性连接。所述第二储能元件52与所述整流器件40和所述电压变换器70电性连接。所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70。进一步地说,所述电子开关的三极管T1的所述发射极电性连接于所述第一储能元件51,所述电子开关的三极管T1的所述集电极电性连接所述电压变换器70。所述电子开关的三极管T2的所述集电极电性连接于所述三极管T1的基极,所述电子开关的三极管T2的所述基极电性连接所述电阻R1。所述电子电路模块80电连接于所述电压变换器70。

这样当所述运动部件10按压触发所述机械按压式脉冲发电装置30时,所述机械按压式脉冲发电装置30将产生的一第一次感生电能,其为正脉冲电能,其经由所述整流器件40后储存于所述电能储存装置50的所述第一储能元件51,这时所述电子开关的所述三极管T1未导通。所以所述第一次感生电能无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能储存于所述电能储存装置50的所述第一储能元件51。接着所述运动部件10从所述机械按压式脉冲发电装置30复位触发后将产生一第二次感生电能,其为负脉冲电能,其经由所述整流器件40后向所述电能储存装置50的所述第二储能元件52充电,同时向所述电压变换器70供电,其中所述第二储能元件52的所述第二次感生电能将使所述电压变换器70开始工作。并且,所述电压变换器70开始工作后,所述电压变换器70的输出端将通过所述电阻R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,这时所述三极管T1和T2导通,即所述电子开关导通。然后,所述第一储能元件51的所述第一次感生电能将向所述电压变换器70供电。因此,所述第二次感生电能和所述第一次感生电能分别经过所述电压变换器70输出稳定的一直流电压,持续时间倍增的所述直流电能供给所述电子电路模块80。

可以理解的,通过本发明,将所述机械按压式脉冲发电装置30产生的两次电能合二为一,充分利用了所述机械按压式脉冲发电装置30复位时产生的能量,从而倍增了所述机械按压式脉冲发电装置30的输出能量,本发明在不改变所述机械按压式脉冲发电装置30的体积的情况下可为具有标准通信协议的通信电路提供发送完整协议的电能,因而具有极好的应用价值。

根据本发明的实施例,所述运动部件10实施为一杠杆,其具有一凸点11。所述壳体20具有一杠杆支点21,和一铁芯支点22。所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。所述电能储存装置50的所述储能元件51,52分别实施为第一和第二电容器,其可为有极性电容器或无极性电容器,本实施例的图示说明为有极性电容器,仅作示例,不为本发明的限制。所述电压变换器70是将一种直流电压变换为另一电压值的开关模块,把所述电能储存装置50两端瞬间不稳定的电压转换成1.2-5V的稳定的直流电压。进一步地说,二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述整流器件40电性连接于所述线圈34。所述杠杆驱轴转动地设置于所述杠杆支点21,其中所述杠杆的所述凸点11,其与所述铁芯33接触。所述铁芯33驱轴转动地设置于所述铁芯支点22,其中所述铁芯33与所述铁芯支点22的相对端为一开放端331,其可活动地位于二个所述导磁体31,32之间,即所述所述铁芯33的所述开放端位于所述磁隙36之间,这样所述铁芯33在所述磁隙36之间交替抵接时,使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生正负脉冲的所述感生电能。所述整流器件40电性连接于所述线圈34,这样所述线圈34产生的所述感生电能将通过所述整流器件40进行整流。所述弹簧35在相对于所述杠杆的所述凸点11处支撑于所述铁芯33的所述开放端。

所以,根据所述机械按压式脉冲发电机的发电原理,当从所述杠杆相对于所述杠杆支点21相对应的一开放端12向下按压时,所述杠杆的所述凸点11同时将所述铁芯33和所述弹簧34向下压,这时所述铁芯33的所述开放端331将从所述第一导磁体31到所述第二导磁体32,所述磁感线在所述铁芯33的所述开放端331的交替抵接下,使所述线圈34产生微小的所述第一次感生电能,其为正脉冲电能,这时所述电子开关的所述三极管T1未导通。因此,所述线圈34产生的所述第一次感生电能在经由所述整流器件40后,无法直接经由所述电压变换器70向所述所述电子电路模块80供电,只能将所述第一次感生电能储存于所述第一电容器。然后,在放开所述杠杆的所述开放端12时,述杠杆通过所述弹簧35的弹性复位,并使所述铁芯33复位,即所述铁芯33的所述开放端331将从所述第二导磁体32到第一导磁体31,在所述铁芯33的交替抵接下,所述线圈34产生微小的所述第二次感生电能,其为负脉冲电能,其经由所述整流器件40后储存于所述第二电容器,同时向所述电压变换器70供电并使其开始工作后,所述电压变换器70的输出端输出电压通过所电阻R1向所述三极管T2的e极提供所述触发信号,这时所述三极管T1和T2导通,即所述电子开关导通。然后,所述第一电容器中的所述第一次感生电能将向所述电压变换器70供电。因此,所述脉冲发电机的所述线圈交替产生的两次所述正负脉冲电能分别由所述第一、第二电容器存储后,在所述电子开关的控制下分别向所述电压变换器70供电,使两次所述正负脉冲电能经过所述电压变换器70为所述电子电路模块80提供可工作的电源,其为所述直流电压且为1.2-5V,其中具体的输出电压为所述电子电路模块80的典型工作电压。

另外,所述电能储存装置50根据需要,可以是一个或者是多个的并联组合。也就是说,所述第一和第二电容器可以是一个或多个的并联组合。另外,所述电子电路模块80即为所述负载,其实施不限通信电路,亦可以是一数字逻辑电路。

值得一提的是,本实施例中的所述第一次感生电能定义为正脉冲电能,所述第二次感生电能定义为负脉冲电能,这并不是绝对的限制,也就是说,所述第一次感生电能亦可定义为负脉冲电能,而所述第二次感生电能具定义为正脉冲电能,只要二次的感生电能分别储存于所述电容器,并经由所述电子开关控制将二次的所述感生电能传送至所述电压变换器70即可。

根据本发明的第三优选实施例的所述变型实施例,提供一脉冲发电机电能合成方法,其包括步骤如下:

(a)将脉冲发电装置30产生的两次脉冲电能输入到整流器件40的输入端;

(b)所述脉冲电能分别经所述整流器件40整流;

(c)两次所述脉冲电能先后分别向电能储存装置50充电;

(d)触发开关60导通,将所述电能储存装置50中存储的电能供给电压变换器70;

(e)所述电压变换器70开始工作,把所述电能储存装置50中释放的电能变换成负载可工作的电源,并维持至所述电能储存装置50中的电能释放完毕;以及

(f)所述负载获得工作电压,开始工作。

根据步骤(a),所述脉冲发电装置30实施为机械按压式脉冲发电装置,系选自磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机所组成的群组。

所述磁电式脉冲发电机,其具有二个导磁体31,32,一铁芯33,一线圈34,以及一弹簧35。二个所述导磁体31,32之间具有一磁铁并形成一磁隙36,其具有N-S两极磁场,并在二个所述导磁体31,32之间具有磁感线。所述线圈34缠绕于所述铁芯33。所述弹簧35支撑所述铁芯33在二个所述导磁体31,32之间交替抵接,使缠绕于所述铁芯33的所述线圈34产生所述脉冲电能。

根据步骤(a),通过一运动部件10触发所述脉冲发电装置30,使其在按压和复位时产生二次所述脉冲电能,其分别为一正脉冲电能,一负脉冲电能。

根据步骤(c),所述电能储存装置50具有两个储能元件,其分别实施为电容器。

根据步骤(d),所述开关60为由二个三极管T1、T2、和一电阻R1构成的电子开关。

根据上述方法,在所述脉冲发电装置30被所述运动部件10按压产生第一次所述正脉冲电能时,所述电子开关的所述三极管T1未导通,所述正脉冲电能储存于所述第一储能元件51,所述脉冲发电装置30复位产生的第二次所述负脉冲电能储存于所述第二储能元件52并向所述电压变换器70供电使其开始工作,所述电压变换器70的输出端将通过R1向所述三极管T2的e极提供一触发信号,使T1和T2导通,从而所述第一储能元件51的所述正脉冲电能向所述电压变换器70供电。

根据步骤(e),所述电压变换器70将所述整合电能变换输出为稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。

根据步骤(e),所述直流电压为1.2-5V。

根据步骤(f),所述负载为一电子电路模块80。

另外,本发明的第三优选实施例的另一变型实施例,其中所述机械按压式脉冲发电装置30实施为一压电式脉冲发电机。所述整流器件40电性连接于所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件的输出端,这样所述杠杆在相对所述压电式脉冲发电机按压和复位时,所述压电换能元件产生的二次感生电能将分别储存于所述电能储存装置50的二个所述储能元件51,52,其中二次所述感生电能将由所述开关60控制是否将电能传送到所述电压变换器70。也就是说,由于所述开关60电连接于所述电能储存装置50和所述电压变换器70之间,且所述开关60为二个三极管T1、T2和一电阻R1构成的电子开关。因此,在所述杠杆对所述压电式脉冲发电机按压时,所述压电式脉冲发电机所产生的第一次感生电能,这时所述电子开关的T1为断开,因此所述第一次感生电能储存于所述电能储存装置50的所述第一储能元件51,接着当放开所述杠杆使所述压电式脉冲发电机复位时,所述压电式脉冲发电机所产生的第二次感生电能,将储存于所述电能储存装置50,同时向所述电压变换器70供电,接着所述电阻R1向三极管T2的e极提供所述触发信号,以使所述三极管T1和所述三极管T2导通,在所述电子开关导通后,所述第一储能元件51的所述第一次感生电能将向所述电压变换器70供电,然后所述电压变换器70将第一和第二次感生电能输出成稳定的一直流电压,以持续时间倍增的所述直流电压供给所述电子电路模块80。可以理解的,本变型实施例与所述第二优选实施例的原理相同,只是产生电能的装置实施为磁电式脉冲发电机或压电式脉冲发电机。

本领域的技术人员应理解,上述第二、第三实施例中的电子开关只是举例说明可以实现,不作为本发明的限制。进一步地说,图3A和3B的实施例诠释了电子开关的原理,而图4A-图5B只是分别给出一种电子开关的实现方式和触发信号端可以连接的位置。可以理解的,电子开关的实现方式很多,三极管用于电子开关是其中的一种,而用三极管实现电子开关的方式也很多,可以用一个三极管或多个三极管均有实现方式,此外,用于暂时储能的电容也是可以一个或者多个。

另外,图6A和图6B为本发明各实施例中结构的示意图。图6A说明压电式脉冲发电机电能合成装置,其中各电子元件设置于电路板上,并且电路连接。所述脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80,其设置于所述电路板。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,一开关60,以及一电压变换器70。通过所述运动部件10的按压所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件,从而产生第一次感生电能,且在释放所述所述运动部件10时,所述机械按压式脉冲发电装置30的一弹簧使所述压电换能元件复位并产生第二次感生电能,其中通过电路板上的所述整流器件40、所述电能储存装置50、一开关60,以及一电压变换器70进行二次所述感生电能的整合,进而提供增加80%-100电能给所述电子电路模块80。值得一提的是,电路板上设有的所述开关60,可以同时设有至少一电子开关和一常闭触点开关。图6B说明磁电式脉冲发电机电能合成装置,其中各电子元件设置于电路板上,并且电路连接。所述脉冲发电机电能合成装置,供用于至少一负载,其可实施为一电子电路模块80,其设置于所述电路板。所述脉冲发电机电能合成装置包括一运动部件10,一壳体20,一机械按压式脉冲发电装置30,一整流器件40,至少一电能储存装置50,一开关60,以及一电压变换器70。通过所述运动部件10的按压所述压电式脉冲发电机的一压电换能元件,从而产生第一次感生电能,且在释放所述所述运动部件10时,所述机械按压式脉冲发电装置30的一弹簧35使所述压电换能元件复位并产生第二次感生电能,其中通过电路板上的所述整流器件40、所述电能储存装置50、一开关60,以及一电压变换器70进行二次所述感生电能的整合,进而提供增加80%-100电能给所述电子电路模块80。值得一提的是,电路板上设有的所述开关60,可以同时设有至少一电子开关和一常闭触点开关。

本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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