本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電電池，具體地說，涉及一種可收集微小振動(dòng)能量并進(jìn)行動(dòng)能電能轉(zhuǎn)化的電池。

背景技術(shù)：

深圳易通公司提出了一種電池，采用在標(biāo)準(zhǔn)電池大小的塑料殼體內(nèi)部安置排列有定子線圈套筒形成雙層筒壁結(jié)構(gòu)，在線圈套筒內(nèi)部放置磁動(dòng)子，動(dòng)子往復(fù)穿過線圈，得到交變的電動(dòng)勢(shì)能，經(jīng)整流升壓后儲(chǔ)存到電容中，以供應(yīng)外接負(fù)載。但其僅采用單一磁級(jí)的磁動(dòng)子結(jié)構(gòu)，磁動(dòng)子氣隙磁場(chǎng)弱，感生電動(dòng)勢(shì)低。電池的電路部分及外置裝置上無聚能結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)能電池會(huì)反向向線圈放電，造成電能的快速損耗。所以不管有無外接負(fù)載，其儲(chǔ)能電容都會(huì)反向向電子線圈繞組放電，造成輸出電壓迅速下降。且其磁動(dòng)子僅能作強(qiáng)阻尼振動(dòng)，僅有一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于振動(dòng)能量的收集效率低。同時(shí)這種設(shè)計(jì)將振動(dòng)發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)能電容分置于兩個(gè)電池筒體中，即一個(gè)電池筒用于發(fā)電，另一個(gè)用于儲(chǔ)能和對(duì)外輸出，二者之間通過導(dǎo)線相連，結(jié)構(gòu)脆弱易斷，占用空間大；且電容輸出不穩(wěn)定，隨時(shí)間增長電壓急劇下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型提出一種永磁體振動(dòng)發(fā)電電池。該永磁體振動(dòng)發(fā)電電池能收集離散動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能，成本低，節(jié)能環(huán)保，且可直接替換現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)化學(xué)電池，實(shí)用性好。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括磁動(dòng)子、定子線圈、導(dǎo)磁墊片、磁彈簧端蓋、圓管套筒、儲(chǔ)能紐扣電池、調(diào)節(jié)電路、電池殼體，其特征在于所述磁動(dòng)子由多個(gè)短圓柱形永磁體與多個(gè)導(dǎo)磁墊片軸向同心吸合而成，且導(dǎo)磁墊片同時(shí)連接兩個(gè)磁極的N極或S極，磁動(dòng)子固定在圓管套筒內(nèi)；所述定子線圈由多個(gè)線圈串聯(lián)嵌套在圓管套筒上，每級(jí)線圈的接線頭與上級(jí)線圈接線尾連接，定子線圈與圓管套筒間隔1mm，各線圈間距為1mm；磁彈簧端蓋通過安裝邊粘黏在圓管套筒兩端，與磁動(dòng)子相對(duì)的一面磁性相斥，用于提供磁動(dòng)子震動(dòng)時(shí)的反向斥力；磁彈簧端蓋外側(cè)連帶有調(diào)節(jié)電路，用于將發(fā)電部分和電池殼體內(nèi)置的儲(chǔ)能紐扣電池連接在一起；所述電池殼體兩端采用正極、負(fù)極導(dǎo)電片，由調(diào)節(jié)電路接出的直流正負(fù)極線焊接在導(dǎo)電片上。

所述電池殼體采用聚酯塑料。

所述磁動(dòng)子的永磁體采用N52型磁鐵。

所述磁彈簧端蓋采用N32型磁鐵。

有益效果

本實(shí)用新型提出的永磁體振動(dòng)發(fā)電電池，是一種成本低、節(jié)能環(huán)保，且能收集離散動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能的裝置。永磁體振動(dòng)發(fā)電電池采用多級(jí)磁動(dòng)子并在級(jí)間加裝導(dǎo)磁墊片以優(yōu)化氣隙磁導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)磁墊片同時(shí)連接兩個(gè)磁極的N極或S極，以增強(qiáng)氣隙磁場(chǎng)和空間磁場(chǎng)；磁動(dòng)子在線圈套筒中運(yùn)動(dòng)交替穿過粘黏在套筒上的線圈時(shí)，能使各級(jí)線圈獲得大的磁通變化率，從而提高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。套筒兩端有磁鐵作為磁彈簧的端蓋，使動(dòng)子處于欠阻尼狀態(tài)，利用其自身重力和慣性力與磁場(chǎng)力的相互作用，動(dòng)子將做振幅減小的周期振動(dòng)，使得磁通變化持續(xù)的時(shí)間更長，提高能量利用率。端蓋外側(cè)連帶有調(diào)節(jié)電路，用于將發(fā)電部分和電池外殼上儲(chǔ)能紐扣電池連接在一起，同時(shí)起到防止紐扣電池反向向線圈供電的目的。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；與現(xiàn)有技術(shù)相比:

(1)提高氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)增強(qiáng)空間磁場(chǎng)的多級(jí)磁動(dòng)子結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生更大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

(2)帶有磁彈簧的套筒端蓋能使磁動(dòng)子振動(dòng)次數(shù)增加，提高能量的利用率；

(3)帶有聚能電路，使得儲(chǔ)能電池不反向給線圈供電；

(4)可調(diào)節(jié)功率輸出，以適應(yīng)不同功率的用電器要求；

(5)電池外型尺寸與國標(biāo)電池一致，可直接替換現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)化學(xué)電池，用于小型耗電裝置。

本實(shí)用新型經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有較好的應(yīng)用推廣價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型一種永磁體振動(dòng)發(fā)電電池作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型的多級(jí)磁動(dòng)子結(jié)構(gòu)氣隙磁場(chǎng)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的導(dǎo)磁墊片與磁極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型永磁體振動(dòng)發(fā)電電池示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的端蓋外側(cè)電路圖。

圖中

1.N52型磁鐵 2.導(dǎo)磁墊片 3.N32型磁鐵 4.磁彈簧端蓋 5.調(diào)節(jié)電路 6.安裝邊7.定子線圈 8.圓管套筒 9.儲(chǔ)能紐扣電池 10.正極 11.負(fù)極 12.電池殼體

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是一種永磁體振動(dòng)發(fā)電電池。

參閱圖1、圖2、圖3,本實(shí)施例中,永磁體振動(dòng)發(fā)電電池的磁動(dòng)子由多個(gè)短圓柱形永磁體與多個(gè)導(dǎo)磁墊片2軸向同心吸合而成，且導(dǎo)磁墊片同時(shí)連接兩個(gè)磁極的N極或者S極，磁動(dòng)子固定在圓管套筒8內(nèi)；磁動(dòng)子的永磁體采用N52型磁鐵。其中，由導(dǎo)磁材料加工制成的導(dǎo)磁墊片2，將原先同極相斥的空心磁感分布變成從導(dǎo)磁材料當(dāng)中密集通過的形式，增強(qiáng)氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度。同時(shí),由多個(gè)短圓柱形永磁體與多個(gè)導(dǎo)磁墊片2構(gòu)成的磁動(dòng)子直徑略小于圓管套筒8的內(nèi)徑，能保證動(dòng)子的自由運(yùn)動(dòng)，磁動(dòng)子直接放置在套筒內(nèi)，無任何連接。

定子線圈7由多個(gè)線徑為0.2，匝數(shù)為350匝，內(nèi)徑為30，高度7mm的線圈串聯(lián)嵌套在圓管套筒8上，每級(jí)線圈的接線頭與上級(jí)線圈接線尾連接，通過線圈多級(jí)串聯(lián)方式以增強(qiáng)磁通變化率，得到較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定子線圈與圓管套筒8間隔1mm，各線圈間距為1mm；線圈等距排列并粘黏固定。在動(dòng)子通過每個(gè)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，得到交變輸出。

磁彈簧端蓋4通過安裝邊6粘黏在圓管套筒8兩端，與磁動(dòng)子相對(duì)的一面磁性相斥，用于提供磁動(dòng)子震動(dòng)時(shí)的反向斥力；磁彈簧端蓋外側(cè)連帶有調(diào)節(jié)電路5，用于將發(fā)電部分和電池殼體內(nèi)置的儲(chǔ)能紐扣電池連接在一起；同時(shí)和磁動(dòng)子重力在沿圓管套筒8軸線方向的合力為零，使得在受到任意微弱軸向力擾動(dòng)時(shí)，均可產(chǎn)生震動(dòng)。磁彈簧端蓋外側(cè)連帶有調(diào)節(jié)電路板，電路板朝向圓管套筒8的一側(cè)通過安裝邊粘黏在圓管套筒端，用于將發(fā)電部分和電池殼體內(nèi)置的儲(chǔ)能紐扣電池連接在一起。連帶著磁彈簧端蓋的圓管套筒8和內(nèi)置磁動(dòng)子粘黏在電池殼體內(nèi)，內(nèi)部的圓管套筒8和電池殼體12聯(lián)成一體，均為靜止構(gòu)件，僅有磁動(dòng)子在運(yùn)動(dòng)。磁彈簧端蓋采用N32型磁鐵。

電池殼體12采用聚酯塑料材料；保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不被氧化，同時(shí)隔絕外部環(huán)境。儲(chǔ)能紐扣電池9粘貼在電池殼體內(nèi)。電池殼體兩端采用正極10、負(fù)極11導(dǎo)電片，通過調(diào)節(jié)電路5接出的直流正負(fù)極線焊接在導(dǎo)電片上。

安裝時(shí)，先將磁動(dòng)子放置在圓管套筒8中，套上磁彈簧端蓋4并固定，再將圓管套筒8安裝在電池殼體12內(nèi)固定，連接調(diào)節(jié)電路及正負(fù)極導(dǎo)電片。

圖4為本實(shí)施例抑制方向供電的調(diào)節(jié)電路。調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)為:升壓線圈—整流穩(wěn)壓電路—防止倒灌部分—輸出調(diào)節(jié)部分—電池。其中，通過調(diào)節(jié)電路中的滑動(dòng)變阻器的外置旋鈕，來調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出部分電路的輸出電壓。電路左側(cè)為交流電源，其電壓和頻率可調(diào)節(jié)，用來模擬震動(dòng)發(fā)電部分的輸出；T1為變壓器，升壓10倍；D1、D2、D3、D4為二極管1N4001G用以構(gòu)成全橋整流電路；C1、C2分別為電容,C1、C2的電容為220uF、0.33uF，用以整流，使得輸入到LM317H芯片的電壓能相對(duì)穩(wěn)定；R1、R2、D5、D6分別為0至5.1KΩ的可調(diào)電阻、100Ω的限流電阻，防止電壓過載灌入輸出電路的二極管1N4001，用以配合C3穩(wěn)壓的二極管1N4001G。其接法來源自LM317H的芯片手冊(cè)；C4為輸出端穩(wěn)壓的電容,電容值為100uF；U2為電壓表，用以在設(shè)計(jì)階段檢測(cè)輸出電壓是否符合要求。經(jīng)Multisim仿真，通過調(diào)節(jié)R1的阻值大小，對(duì)輸入電壓在1.0～5.0V范圍內(nèi)，頻率在10Hz至60Hz的交流電進(jìn)行升壓穩(wěn)壓和交直流轉(zhuǎn)換，從而得到2.0～12.0V的穩(wěn)定的直流電壓。