CN106961149A - 拉线式手机应急充电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拉线式手机应急充电器，它由永磁发电机、拉线轮帽、拉线轮、拉线、拉环和三相桥式整流模块等部件组成。用手指勾住拉环重复一拉一放的动作，拉线轮上的全部拉线在永磁发电机转子的惯性作用下展开后又从相反的方向缠绕在拉线轮上，并不断重复，同时永磁发电机的三个线圈切割磁力线产生感应电流。三个线圈产生的交流电经三相桥式整流模块的整流变为单相直流电充入手机电池内。本发明的有益效果在于：1.采用线拉式方法驱动发电机发电，无齿轮机构，因此体积小，便于携带；2.采用三相桥式整流方法，不仅电压的最大值增加到原交流电压幅值的倍，电压与其最大和最小的平均值的相对误差不超过7.178％，因而得到了平稳的手机充电电压。

Description

拉线式手机应急充电器

技术领域

本发明涉及一种拉线式手机应急充电器。

背景技术

随着社会和经济的发展，手机已成为人们的生活必需品；而且，为了满足消费者的需求，如今的手机越来越薄，功能却在继续多样化，这些都对手机电池的容量提出了更高的要求，同时也增加了电量耗尽的可能性。为了表面遇到特别紧急因手机电量耗尽而误事，许多手机应急充电设备应运而生。

目前市场上手机应急充电器价格高低不一，性能良莠不齐。装碱性电池的应急充电器虽然价格低，使用方便，但使用后手机电池非正常发热，废旧一次性电池对环境有很大污染。手摇移动充电器虽然自发电、环保，可以随时随地使用，但由于变速的需要而增加了许多齿轮，体积成倍增加，携带有所不便。太阳能移动充电器环保、方便，但由于其体积限制了太阳能电池的面积，故能量收集效率低，在无光照的情况下无法使用。

环保节能和可持续是未来手机应急充电器发展的大势所趋，自发电式手机应急充电器将成为该产品的主流。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种拉线式手机应急充电器，它由永磁发电机、拉线轮帽、拉线轮、拉线、拉环和三相桥式整流模块等部件组成。永磁发电机的转子是一个固定在转轴上的永久磁铁，定子包括嵌入铁心槽内的三个两两夹角为120°的线圈。永磁发电机轴连接拉线轮，拉线轮上固连一根拉线，拉线的另一端与拉环连接。当手机需要应急充电时，用手指勾住拉环用力拉动拉线，此时永磁发电机的轴急速旋转，三个线圈切割磁力线产生感应电动势。当缠绕在拉线轮上的拉线将尽时放松拉线，永磁发电机的转子在惯性作用下仍旧按原来的方向转动，当缠绕在拉线轮上的拉线全部被拉完后，拉线又从相反的方向缠绕在拉线轮上。三个线圈产生的交流电经三相桥式整流模块的整流变为单相直流电充入手机电池内。继续重复使拉环一拉一放的动作，就可以达到手机应急充电的目的。

本发明的有益效果在于：

1.采用拉线式方法驱动发电机发电，无齿轮机构，因此有效地减小了应急充电器的体积，使之便于携带；

2.采用三相桥式整流将发电机定子线圈的三相交流电整成单相直流电，不仅电压的最大值增加到原交流电压幅值的倍，电压与其最大和最小的平均值的相对误差不超过7.178％，因而得到了平稳的手机充电电压。

附图说明

图1是拉线式手机应急充电器示意图；图2是永磁发电机内部结构及线圈分布图；图3是三相桥式整流模块线路图，图4是幅值为1时充电电压的波形图

标号说明：

1永磁发电机，2拉线轮帽，3拉线轮，4拉线口，5拉线，6拉环，7三相桥式整流模块，8充电线，9发电机定子线圈1横截面，10发电机定子线圈2横截面，11发电机定子线圈3横截面，12永久磁铁，13发电机定子线圈1，14发电机定子线圈2，15发电机定子线圈3，16充电线正极，17充电线负极

具体实施方式

如图1所示，拉线式手机应急充电器由永磁发电机(1)、拉线轮帽(2)，拉线轮(3)，拉线(5)，拉环(6)，三相桥式整流模块(7)和充电线(8)等部件组成。如图1所示，永磁发电机(1)的转子是一个固定在转轴上的永久磁铁，定子包括嵌入铁心槽内的三个两两夹角为120°的线圈；三线圈的末端连在一起，首端与安装在永磁发电机(1)一端的三相桥式整流模块(7)连接，三相桥式整流模块(7)上带有充电线(8)，充电线(8)与可插入手机充电口的插头连接。永磁发电机(1)的另一端安装带有拉线口(4)的拉线轮帽(2)，其内部为固定在永磁发电机(1)轴上的拉线轮(3)，拉线轮(3)上固连一根拉线(5)，拉线(5)的另一端与拉环(6)连接。拔下拉线轮帽(2)，拉线(5)可缠绕在拉线轮(3)上；再盖上拉线轮帽(2)，拉环(6)可套在拉线轮帽(2)上。

当手机需要应急充电时，从拉线轮帽(2)上摘下拉环(6)，用手指勾住拉环(6)使劲拉动拉线(5)，此时永磁发电机(1)的轴急速旋转，三个线圈切割磁力线发电；当缠绕在拉线轮(3)上的拉线(5)将尽时放松拉线(5)，永磁发电机(1)的转子在惯性作用下仍旧按原来的方向转动，当缠绕拉线轮(3)上的拉线(5)全部被拉完后，拉线(5)又从相反的方向缠绕在拉线轮(3)上。重复使拉环(6)一拉一放的动作，三个线圈持续产生交流电。经三相桥式整流模块整流后通过充电线(8)充入手机电池内。

上述过程中，以B(牛/(安培·米))表示单匝线圈磁感应强度，L(米)表示线圈沿转轴方向的长度，v(米/秒)表示拉线(5)的拉伸速度，n表示三个线圈的匝数，A＝nBLv。考虑到三个线圈电压的相位相差因此三个线圈的电压U₁、U₂和U₃ (伏特)依次可表示为

U₁＝A sin x

三相桥式整流的输出电压

U＝max(U₁，U₂，U₃)-min(U₁，U₂，U₃)

考虑到三个电压函数的周期均为2π，因此为确定U只需考虑x∈[0，2π]的情形。由于max(U₁，U₂，U₃)和min(U₁，U₂，U₃)在两个电压函数之间的切换出现在它们的交点处，有必要先求出U₁，U₂，U₃在相位空间的所有交点。对U₁和U₂

因此在U₁和U₂的交点处其中k为整数，即由于于是

对U₁和U₃，由于

因此在U₁和U₃的交点处其中k为整数，即于是

对U₂和U₃，由于

因此在U₁和U₃的交点处其中k为任意整数，即于是

上述这些交点将划分为 和等7个区间.

在区间内U₂≤U₁≤U₃，因此

在区间内U₂≤U₃≤U₁，因此

在区间内U₃≤U₂≤U₁，因此

在区间内U₃≤U₁≤U₂，因此

在区间内U₁≤U₃≤U₂，因此

在区间内U₁≤U₂≤U₃，因此

在区间内U₂≤U₁≤U₃，因此

于是

由上式可得知U是偶函数，因此U是以为周期的函数，其最大值为最小值为取二者的平均值作为充电器的输出电压，则充电电压的相对误差为

如图4所示，可见三相桥式整流输出的充电电压十分平稳。

若手机需要的充电电压V，则

1.616nBLv＝V 。

Claims (2)

1.一种拉线式手机应急充电器，其特征在于：由永磁发电机(1)、拉线轮帽(2)、拉线轮(3)、拉线(5)、拉环(6)、三相桥式整流模块(7)和充电线(8)等部件组成；永磁发电机(1)的转子是一个固定在转轴上的永久磁铁，定子包括嵌入铁心槽内的三个两两夹角为120°的线圈；三线圈的末端连在一起，首端与安装在永磁发电机(1)一端的三相桥式整流模块(7)连接，三相桥式整流模块(7)上带有充电线(8)，充电线(8)与可插入手机充电口的插头连接；永磁发电机(1)的另一端安装带有拉线口(4)的拉线轮帽(2)，其内部为固定在永磁发电机(1)轴上的拉线轮(3)，拉线轮(3)上固连一根拉线(5)，拉线(5)的另一端与拉环(6)连接；拔下拉线轮帽(2)，拉线(5)可缠绕在拉线轮(3)上；再盖上拉线轮帽(2)，拉环(6)可套在拉线轮帽(2)上；、手机应急充电时，从拉线轮帽(2)上摘下拉环(6)，用手指勾住拉环(6)用力拉动拉线(5)，此时永磁发电机(1)的轴急速旋转，三个线圈切割磁力线发电；当缠绕在拉线轮(3)上的拉线(5)将尽时放松拉线(5)，永磁发电机(1)的转子在惯性作用下仍旧按原来的方向转动，当缠绕在拉线轮(3)上的拉线(5)全部被拉展后，拉线(5)又从相反的方向缠绕在拉线轮(3)上；重复使拉环(6)一拉一放的动作，三个线圈持续产生交流电，经三相桥式整流模块整流后通过充电线(8)充入手机电池内。

2.根据权利要求1所述的拉线式手机应急充电器，其特征在于：以V表示手机需要的充电电压，为减小实际充电电压最大值、最大值与V的相对误差，单匝线圈磁感应强度B、线圈沿转轴方向的长度L、三个线圈的匝数n和拉线(5)的拉伸速度v需要满足如下的等式

1.616nBLv＝V 。