一种微型发电聚合单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种微型发电聚合单元，涉及新能源发电技术领域。非均衡E型构架的底座与顶层板之间设有振动板，顶层板一端与底座侧壁固结，太阳能薄膜外嵌在顶层板上方；位于顶层下方的振动板的一端与底座的侧壁固结，振动板设有发电线圈组；位于振动板下方的永磁体固定板与由顶层板自由端垂直延伸的联结板下端固结，联结板的上端与顶层板固结；永磁体固定板设有永磁体组，且与振动板上的发电线圈组对齐，底座也设有发电线圈组，并与永磁体组对齐。每三个发电线圈组并联后与桥式整流电路串联构成一个微型发电聚合单元。
【专利说明】
一种微型发电聚合单元
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及新能源发电技术领域。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展，人们对能源的需要量也不断提高。新型能源的出现减少了人们对不可再生能源的依赖。振动能量采集是指振动源通过力激励或基础激励两种形势作用于能量转换机构，将机械能转换为电能的技术，是可再生能源的重要采集途径。根据能源收集方式原理，其主要分为电容式、压电式和电磁式三种方法。在以上三种方法中，电容式的优点在于它和IC技术及MEMS技术具有很好的相容性，在同等尺寸的条件下具有更高的电压和功率密度，但由于其工艺复杂及需要提供初始电压或电荷等固有缺点导致相应的研究渐冷。压电式振动能量采集结构主要部件为压电元件，其价格低廉、安装简单、输出电压水平较高且机电能量转换效率较高，但由于其内部阻抗大输出电流小、拾振结构多为悬臂梁无法适应复杂振动环境等问题使其应用受到一定的限制。电磁式能量采集装置的输出功率与拾振结构与能量转换结构的尺寸、设计外型、材料特性等因素密切相关，能量转换结构的主要元件为永磁体和线圈。早期研究的电磁式振动能量采集装置的结构外型尺寸较大，将其微型化用于微机电系统是其发展方向之一;但结构微型化带来了输出功率的下降和输出功率与输出电压无法兼得等问题。尽管电磁式振动型能量采集系统存在这些固有缺陷，但随着工艺条件的进步涌现出了各种新型电磁能量转换结构，近年来该类型的能量收集器在国内外进行了大量的研究，获得了较大的进展，并出现了成熟的商业化产品。
[0003]例如其他专利里的例子:据检索，目前已有微型能量采集的装置，如公开号为CN201320075279.0的中国专利申请公开了一种手握式微型发电装置，由一个握柄，一个弹簧，一个齿条，一个齿轮箱板，一套增速齿轮组，一个微型发电机组成，在发电机的输出端电连接了由普通二极管和发光二极管组成的桥式整流器，使用时手握握柄即可给手机等充电。
[0004]又如公开号CN200520052054.9的中国专利申请公开了一种步行便携式微型发电装置，其包括固定于鞋子底部的充气气垫、背包、固定于背包内的微型气轮发电机，鞋底充气气垫通过气管与固定于背包内的微型气轮发电机相连;还可以包括与微型发电机相连的充电器和充电电池。
[0005]上述两种对行走能量采集发电背包的技术方案均存在不足之处，第一种技术方案的发电装置体积太大，而且能量是通过人为做功获取。第二种技术方案的装置结构复杂，需要配套使用，使用起来较为繁琐，不宜推广。
【实用新型内容】
[0006]—种微型发电聚合单元的目的是提供一种微型发电聚合单元，它能有效地解决发电单元聚合问题，且结构简单，使用安全可靠，发电效率高，对环境污染极低。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种微型发电聚合单元，包括太阳能薄膜、永磁体和线圈，非均衡E型构架的底座与顶层板之间设有振动板，顶层板一端与底座侧壁固结，太阳能薄膜外嵌在顶层板上方;位于顶层板下方的振动板的一端与底座的侧壁固结，振动板设有发电线圈组;位于振动板下方的永磁体固定板与由顶层板自由端垂直延伸的联结板下端固结，联结板的上端与顶层板固结;永磁体固定板设有永磁体组，且与振动板上的发电线圈组对齐，底座也设有发电线圈组，并与永磁体组对齐。
[0008]每三个发电线圈组并联后与桥式整流电路串联构成一个微型发电聚合单元。
[0009]本发明的工作过程和原理是:
[0010]当光照射在太阳能薄膜上时，太阳能薄膜将光能转化成电能，经过稳压电路储存在蓄电池中。
[0011]当下雨时，雨滴落在顶层板上面，引起顶层板振动，由于顶层板与永磁体固定板刚性连接，所以会带动永磁体板频率振动，上面的三个磁体会随着上下振动，引起振动板上三个线圈和底座上三个线圈的磁通量发生变化，六个线圈均产生交流电，交流电通过整流、滤波、稳压电路变为直流电，储存在蓄电池当中。
[0012]当风从该发电单元中贯穿时，由于振动板较薄，而且不是平面结构(板上表面有三个线圈)，导致流经上下两面的风速不一致，同时产生涡流，引起振动板振动，上面的三个线圈中的磁通量发生变化，产生交流电;永磁体固定板相对较厚，风引起的振动虽不大但可增加发电效率。线圈产生的交流电经过整流、滤波、稳压电路变为直流电，储存在蓄电池当中。
[0013]与现有的技术相比，本发明的有益效果是:
[0014]一、本实用新型的发电系统可以收集太阳能、风能和雨水的动能三种类型的能量， 并通过光电效应和磁力生电两种方式发电。可以在光照时，下雨时，风吹时三种状态下工作，不仅提高了发电的功率，而且在一定程度上弥补了微型发电装置能量收集的间歇性缺点。
[0015]二、本实用新型的发电单元中，顶层板设计的很巧妙。太阳能薄膜嵌入到顶层板中，成为两用板，一方面可以直接收集太阳能，另一方面雨水直接落在薄膜太阳能板上，间接带动磁体固定板振动，收集雨能。
[0016]三、本实用新型收集雨水的能量时，永磁体板的的振动，可以被上下两层板(振动板和底座)上的两对发电线圈组(每组三个线圈)转化能量。每组的三个线圈中磁通量的改变均不相同，发电单元产生的电流高于只设一个线圈或一组线圈，这种结构充分提高了振动能的转化效率。
[0017]四、本实用新型的振动板上固定三个柔性线圈，可以做到对风致振动产生较小的影响，同时收集到振动的能量。而且板面的不平整可以引起板上下两侧的风速不一致，加大振动。【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例的单元主视结构示意图。
[0019]图2是本实用新型图1的俯视图。
[0020]图3是本实用新型实施例的电路原理图。【具体实施方式】
[0021]本实用新型的一种【具体实施方式】是，一种微型发电聚合单元，包括底座1、顶层板 2、安装于底座1与顶层板2之间的振动板4,顶层板2—端与底座1侧壁固结。所述的发电单元分为三个部分;第一部分的构成是:太阳能薄膜3外嵌在顶层板2上方。第二部分的构成是: 位于顶层板2下方的振动板4的一端固结于底座1的侧壁上，发电线圈组8固定在振动板4 上;位于振动板4下方的永磁体固定板5通过联结板6与顶层板2自由端连接，联结板6下端与永磁体固定板5的一端固结，联结板6的上端与顶层板2固结;永磁体组7内嵌在永磁体固定板5上，且与振动板4上的发电线圈组8对齐。第三部分的构成是:发电线圈组8固定在底座1 上，和第二部分共用永磁体组7，并与永磁体组7对齐。
[0022]每三个发电单元并联后与桥式整流电路串联，构成一个微型发电聚合单元。数个微型发电聚合单元并联，构成一个微型发电聚合系统。
【主权项】
1.一种微型发电聚合单元，包括太阳能薄膜(3)、永磁体组(7)，其特征在于:非均衡E型构架的底座(I)与顶层板(2)之间设有振动板(4)，顶层板(2)—端与底座(I)侧壁固结，太阳能薄膜(3)外嵌在顶层板(2)上方;位于顶层板(2)下方的振动板(4)的一端与底座(I)的侧壁固结，振动板(4)设有发电线圈组(8);位于振动板(4)下方的永磁体固定板(5)与由顶层板(2)自由端垂直延伸的联结板(6)下端固结，联结板(6)的上端与顶层板(2)固结;永磁体固定板(5)设有永磁体组(7)，且与振动板(4)上的发电线圈组(8)对齐，底座(I)也设有发电线圈组(8)，并与永磁体组(7)对齐。2.根据权利要求1所述的一种微型发电聚合单元，其特征在于:每三个发电线圈组(8)并联后与桥式整流电路串联构成一个微型发电聚合单元。
【文档编号】H02J7/32GK205657481SQ201620228931
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年3月23日 公开号201620228931.1, CN 201620228931, CN 205657481 U, CN 205657481U, CN-U-205657481, CN201620228931, CN201620228931.1, CN205657481 U, CN205657481U
【发明人】张兴田, 张祖涛, 李欣颢, 王雪研, 杨志明, 谢怡霄, 王晓萱, 陈廷宇, 潘亚嘉
【申请人】西南交通大学