CN107750423B

CN107750423B - 机械能至电能转换器

Info

Publication number: CN107750423B
Application number: CN201680035215.4A
Authority: CN
Inventors: 伯恩特·阿尔贝加德
Original assignee: Assa Abloy AB
Current assignee: Assa Abloy AB
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2036-05-13
Also published as: CN107750423A; WO2016180970A1; CN107750423B9

Abstract

提供了一种机械能至电能转换器，该机械能至电能转换器包括：发电机，该发电机被配置成将机械运动转换成发电机信号；直流DC输出；整流器，该整流器被配置成将发电机信号转换成经整流的信号；第一能量存储元件，该第一能量存储元件设置在整流器与DC输出之间；第二串，该第二串包括第二能量存储元件和第一开关，该第二串设置在整流器与DC输出之间；以及控制器，该控制器被配置成在第一开关条件为真时闭合第一开关，以使得经整流的信号能够对第二能量存储元件充电。

Description

机械能至电能转换器

技术领域

本发明涉及机械能至电能转换器、锁装置以及用于转换能量、特别是用于将机械能转换成电能的方法。

背景技术

能量收集可以用于将机械能转换成电能。例如，在锁中，可以收集插入钥匙的能量以提供电能。然后，电能可以被用于执行电子访问控制，并且当授予访问时，使致动器(例如电机或螺线管)通电以解锁该锁。

然而，这样的能量收集的效率是至关重要的。如果可以提供更多的电能，则可以提高可靠性并且可以在锁中执行更多的活动，例如为LED(发光二极管)、显示器、键盘、更强大的电机等供电。因此，能够将有限的机械运动(例如在插入钥匙时)的机械能更有效地转换成电能总是有益的。

发明内容

目的是提高将机械能转换成电能的效率。

根据第一方面，提供了一种机械能至电能转换器，该机械能至电能转换器包括：发电机，该发电机被配置成将机械运动转换成发电机信号；直流DC输出；整流器，该整流器被配置成将发电机信号转换成经整流的信号；第一能量存储元件，该第一能量存储元件设置在整流器与DC输出之间；第二串(secondary string)，该第二串包括第二能量存储元件和第一开关，该第二串设置在整流器与DC输出之间；以及控制器，该控制器被配置成在第一开关条件为真时闭合第一开关，以使得经整流的信号能够对第二能量存储元件充电。

第一开关条件可以是指示第一电容器被充分充电的条件。

第一开关条件可以包括：测量电压大于第一阈值电压。

测量电压可以是第一能量存储元件两端的电压。

第一开关条件可以包括：电压的变化率小于第一速率阈值。

第一开关条件可以包括：从发电机开始提供发电机信号起已经逝去一定时间。

机械能至电能转换器还可以包括在第一能量存储元件与第二能量存储元件之间的二极管，以防止电流从第一能量存储元件流向第二能量存储元件。

根据前述权利要求中任一项所述的机械能至电能转换器还可以包括第三串，该第三串包括第三能量存储元件和第二开关。第三串设置在整流器与DC输出之间。然后，控制器被配置成在第二开关条件为真时闭合第二开关，以使得经整流的信号能够对第三能量存储元件充电。

第二阈值电压可以小于第一阈值电压。

机械能至电能转换器还可以包括DC/DC转换器，该DC/DC转换器被配置成在DC输出上提供合适的DC电压。

第二能量存储元件的电容可以是第一能量存储元件的电容的至少两倍。

机械能至电能转换器还可以包括存储如下指令的存储器，当该指令被处理器执行时，使控制器在第一开关条件为真时闭合第一开关，以使得经整流的信号能够对第二能量存储元件充电。

根据第二方面，提供一种锁装置，该锁装置包括根据前述权利要求中任一项所述的机械能至电能转换器。

根据第三方面，提供一种用于将来自机械运动的能量转换成机械能至电能转换器的直流DC输出上的直流DC输出信号的方法。在机械能至电能转换器中执行该方法，并且该方法包括以下步骤：在AC发电机中将机械运动转换成发电机信号；在整流器中将发电机信号转换成经整流的信号；将能量存储在设置在整流器与DC输出之间的第一能量存储元件中；当第一开关条件为真时，闭合第一开关以使得经整流的信号能够对第二能量存储元件充电，第一开关和第二能量存储元件形成设置在整流器与DC输出之间的第二串的部分。

闭合第一开关的步骤可以包括根据目标占空周期动态地控制第一开关。这例如可以通过使用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)来实现。

该方法还可以包括以下步骤：当第二开关条件为真时，闭合第二开关以使得经整流的信号能够对第三能量存储元件充电，第二开关和第三能量存储元件形成设置在整流器与DC输出之间的第三串的部分。

该方法还可以包括以下步骤：使用DC/DC转换器在DC输出上提供合适的DC电压。

通常，在权利要求书中使用的所有术语应根据其技术领域的普通含义进行解释，除非在本文另外明确限定。对“一(a)/一个(an)/该(the)元件、装置、部件、设备、步骤等”的所有引用被公开地解释为指代元件、装置、部件、设备、步骤等的至少一个实例，除非另外明确地说明。除非明确地说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必按照所公开的确切顺序来执行。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式来描述本发明，在附图中：

图1是示出仅使用一个能量存储元件的机械能至电能转换器的示意图；

图2是示出图1的机械能至电能转换器的操作的示意曲线图；

图3是示出使用多个能量存储元件的机械能至电能转换器的示意图；

图4是示出图3的机械能至电能转换器的操作的示意曲线图；

图5是示出图3的机械能至电能转换器的操作的流程图；以及

图6是示出形成锁装置的部分的图3的机械能至电能转换器的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更完全地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现，并且不应该被解释为限于本文阐明的实施方式；而是，通过示例的方式提供这些实施方式，使得本公开内容是彻底和完整的，并且将本发明的范围完全地传递给本领域的技术人员。贯穿说明书，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是示出仅使用一个能量存储元件的机械能至电能转换器1的示意图。发电机10包括机械部件和电气部件，以将机械运动转换成AC(交流)信号或DC(直流)信号的形式的发电机信号。例如，当部署在锁装置中时，插入钥匙、转动钥匙或者转动手柄/把手的运动被转换成电压。当使用AC发电机实现发电机10时，整流器11将发电机信号的AC转换成在点V₁处的经整流的信号。整流器11具有提供仅一个符号的输出电压的任何合适的类型。例如，整流器11可以是二极管桥式整流器。当使用DC发电机实现发电机10时，可以用二极管代替整流器，以防止反向DC电流前往发电机10。

第一能量存储元件13a通过经整流的信号进行充电。能量存储元件可以具有任何合适的类型，例如电容器、电池、超级电容器等。为了简单起见，在下文中，对这个或其他能量存储元件的任何引用简称为电容器。来自第一电容器13a能量的电能由DC/DC转换器17转换成适于为控制器16供电的输出电压，并且被提供在机械能至电能转换器1的DC输出15上。根据需要，DC/DC转换器17可以是降压转换器、升压转换器或者降压/升压转换器，以在DC输出15上提供合适的电压。

可以使用执行软件指令的处理器(例如MCU(微控制器单元)、CPU(中央处理单元)或DSP(数字信号处理器))来实现控制器16。可替选地或者另外地，使用一个或更多个专用集成电路、现场可编程门阵列、离散逻辑部件等的任何组合来实现控制器。当控制器16执行软件指令时，软件指令被存储在存储器64中，该存储器64可以被设置为控制器16的一部分(如图所示)或者被设置在控制器16的外部(未示出)。存储器64可以是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任何组合。存储器64包括持久性存储器，持久性存储器例如可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器等中的任何单个或组合。

DC输出15提供适于为负载19供电的DC电压，负载19例如是访问控制装置和锁装置的其他电气部件。控制器16还可以可选地用于锁装置的功能，例如访问控制。

图2是示出当例如通过插入钥匙将机械动作施加到图1的机械能至电能转换器时该机械能至电能转换器的操作的示意曲线图。纵轴表示电压，而横轴表示时间。

经整流的信号21在这里被示为AC信号形式的经整流的发电机信号，并且上部线20示出第一电容器13a两端的电压。

发电机信号的幅值随着时间增加至一个点，在这个点之后发电机信号再次降低。只要经整流的发电机信号大于第一电容器13a的电流电压，第一电容器13a就被充电。换句话说，如图2的下部的充电时段22a至22c所示，当经整流的信号21处于更高电压时，电容器电压20(在这种情况下)随着经整流的信号21而增加。

图3是示出使用多个电容器的机械能至电能转换器的示意图。这里存在第二串12,第二串12设置有在整流器11与DC输出15之间的一端和接地的一端。换句话说，第二串12与第一电容器13a并联设置。第二串12包括：第二电容器13b、以下被表示为第二电容器13b；以及第一开关14a。可选地，第三串12’与第二串12并联设置。第三串12’包括：第三电容器13c、以下被表示为第三电容器13c；以及第二开关14b。如果需要，可以可选地设置具有相应的电容器和开关的更多串。可以例如使用晶体管来实现开关14a至14b。

控制器16在这里被配置成当满足第一开关条件时闭合第一开关14a。第一开关条件是(直接或间接地)指示第一电容器被充分充电的条件。充分充电在这里被解释为如下充电水平，在该充电水平下开始对第二电容器充电是合理。第一条件可以例如包括测量电压大于第一阈值电压，从而使经整流的信号能够对第二电容器13b充电。该阈值电压指示第一电容器被充分充电。可替选地或者另外地，第一开关条件包括电压的变化率小于第一速率阈值。当变化率降低到该阈值以下时，这指示电容器被充分充电。换句话说，当电压变平时，这可以是第一开关条件的部分。电压的变化率可以被表示为测量电压的时间导数(dV/dt)。可替选地或者另外地，第一开关条件包括从例如通过插入钥匙而激活的时间起已经逝去一定时间。因此假设在该逝去的时间之后，第一电容器已经被充分充电。该激活可以例如通过开始提供发电机信号来指示。第一开关条件可以使用系统内的其他电压、电流或者其他物理参数来另外地或者可替选地进行限定。

可选地，在第一电容器13a与第二电容器13b之间设置二极管18，从而防止电流从第一电容器13a流至第二电容器13b。以这种方式，在DC输出15上提供稳定的输出电压。在这样的情况下，尽管经由二极管18，第二串12仍然被认为与第一电容器13a并联连接。

现在查看图4，图4是示出图3的机械能至电能转换器1的操作的示意曲线图。如图2所示，纵轴表示电压，而横轴表示时间。这里存在十个充电时段22a至22j。

在时间t0，第一开关断开(处于非导通状态)，从而经整流的信号在第一至第五完整充电时段22a至22e以及在第六充电时段22f的初始部分对第一电容器13a充电。

在时间t1，满足第一开关条件，从而第一开关14a闭合(至导通状态)。在这里示出的示例中，第一开关条件是电压大于第一阈值th1。然而，如上所述，任何其他条件或条件的组合可以构成第一开关条件。然后，第二电容器13b在第六充电时段22f开始进行充电。由于在时间t1，第二电容器13b未被充电，因此整流器信号V₁降至零，并且可以在比仅对第一电容器充电的情况下的时间点较早的时间点开始充电，从而使用经整流的信号的更多的电能向电容器(在这种情况下是第二电容器)充电。可选地，可以使用例如脉冲宽度调制(PWM)信号或脉冲频率调制(PFM)信号来动态地闭合第一开关14a，而不是静态地闭合第一开关14a。当使用动态闭合(例如PWM/PFM)时，可以控制例如当插入钥匙或者转动门柄时用户所经受的机械阻力的量。例如，如果占空周期被控制为低的，则机械阻力变低。另一方面，如果占空周期被控制为高的，则机械阻力变高。可以控制占空周期以随着时间变化，以实现期望的机械阻力的分布(profile)，从而实现高质量的用户体验。该动态控制还可以被用于在整个机械运动期间随着时间的推移优化能量转移。还可以根据系统中的不同参数来选择静态或动态的开关模式的类型。

在时间t2，满足第二开关条件，从而闭合第二开关14b。第二开关条件可以具有与第一开关条件的类型相同的类型或者可以具有不同的类型。在该示例中，第二开关条件是电压大于第二阈值th2。第二阈值th2可以小于第一阈值th1，以使得当经整流的信号21的幅度降低时更多的能量能够用于对第三电容器13c充电。然后，第三电容器13c在第九充电时段22i开始进行充电。可选地，第一开关14a可以在时间t2断开。因为此时第三电容器13c没有被充电，整流器信号V₁降至零并且发生充电。实际上，在该阶段不可能对第一充电器13a和第二充电器13b充电，但是使用第二开关，则可以利用电能对第三电容器充电，否则该电能将被浪费。在一个实施方式中，第一开关14a在时间t2保持闭合，从而第二电容器13b和第三电容器13c从取决于第二电容器13b的先前充电水平的电压V₁开始并行充电。第一开关14a和第二开关14b在该充电阶段可以以与上面在时间t1描述的方式相同的方式、彼此独立地动态地(例如使用PWM/PFM)或静态地连接。

因此，通过使用第二串12和第三串12’，存储可以用于为控制器16和负载19供电的更多的电能。换句话说，收集更多能量，将机械能转换成电能。此外，选择第二电容器13b和第三电容器13c以实现期望的充电特性。例如与使用单个非线性电容器相比，这提供了更多的灵活性。

二极管18防止当第一开关14a和第二开关14b被静态或动态闭合时提供给DC/DC转换器17的电压下降。以这种方式，提供给DC/DC转换器17的电压水平可以保持在高水平，使得负载19还能够在时间t1和t2被供电。

在一个实施方式中，第二存储元件13b的电容远大于第一存储元件13a的电容。例如，第二存储元件13b的电容可以是第一存储元件13a的电容的至少两倍。以这种方式，第一(较小)电容器13a的电压迅速达到可以用于为负载供电的水平，而在第二电容器13b和第三电容器13c中收集额外的能量。这在需要短的响应时间时可以特别有用，例如在短响应时间大大有益于用户体验的情况下向电子访问控制供电时。

图5是示出图3的机械能至电能转换器的操作的流程图。在具有或者不具有如上所述的可选部件的情况下，在例如图3的机械能至电能转换器1中执行该方法。可以例如在由用户执行合适的机械运动时开始该方法。例如，当通过插入钥匙为机械能至电能转换器提供能量时，在插入钥匙时开始该方法。

以两条路径说明该方法。左手侧路径转换能量，而右手侧路径控制开关。可以在机械能至电能转换器中并行执行这两条路径。首先描述能量转换。

在转换成电的步骤40中，在发电机中将机械运动转换成发电机信号。如上所述，发电机信号可以是AC信号或DC信号。机械运动例如可以是线性运动、旋转运动或者可以用于驱动发电机的任何其他运动。

在可选的整流步骤42中，当发电机信号是AC信号时，在整流器中将发电机信号整流成经整流的信号。如果使用DC发电机，则可以忽略该步骤。然而，可以设置单个二极管以避免第二电容器13b和第三电容器13c通过DC发电机放电。

在存储能量的步骤44中，将能量存储在设置在整流器与DC输出之间的第一电容器中。当使用第一开关激活时，在该步骤中还对第二电容器充电。当使用相应的开关激活时，在该步骤中还可以对另外的电容器充电。

在提供合适的电压的步骤48中，使用DC/DC转换器在DC输出上提供合适的DC电压。

在有条件的结束步骤54中，如果合适，则左手侧路径结束。否则，左手侧路径继续到转换成电的步骤40。该确定可以是主动确定，例如通过考虑第一电容器的电压。可替选地，这是被动确定，即当不存在要执行的能量转换时该路径结束。

注意的是，左路径的步骤40、42、44、48、54可以独立地并行执行，以保证没有中断地进行能量供给。

现在将描述流程图的右侧的开关控制路径。可选地，当机械能至电能转换器提供充足的电能以向控制器16供电时，开始该路径。

在有条件的第一开关条件的步骤45中，确定是否满足第一开关条件。如果情况如此，则该方法进行至控制第一开关的步骤46。否则，该路径可选地在延迟之后重新执行有条件的第一开关条件的步骤45。如上所述，第一开关条件可以是例如与电压、电压的变化率(dV/dt)、时间等有关的相关子条件的任何单个或组合。当若干子条件组合时，可以使用“与(AND)”逻辑将这些子条件组合，即，所有子条件需要为真以满足第一开关条件。可替选地，使用“或(OR)”逻辑将子条件组合，即，子条件的任何一个或更多个需要为真以满足第一开关条件。

在控制第一开关的步骤46中，第一开关被静态地或动态地(例如使用PWM/PFW)闭合，以使得经整流的信号能够对第二电容器充电。如上所述，第一开关和第二电容器形成设置在整流器与DC输出之间的第二串的部分。

在有条件的第二开关条件的步骤47中，确定是否满足第二开关条件。如果情况如此，则该方法进行至控制第二开关的步骤48。否则，该路径可选地在延迟之后重新执行有条件的第二开关条件的步骤47。

如上所述，第二开关条件可以是例如与电压、电压的变化率(dV/dt)、时间等有关的相关子条件的任何单个或组合。当若干子条件组合时，可以使用“与”逻辑将这些子条件组合，即，所有子条件需要为真以满足第一开关条件。可替选地，使用“或”逻辑将子条件组合，即，子条件的任何一个或更多个需要为真以满足第一开关条件。第二开关条件可以具有与第一开关条件的类型相同的类型(以及具有相同值或不同值)，或者第二开关条件可以具有与第一开关条件的类型不同的类型。在控制第二开关的步骤48中，第二开关被静态地或动态地(例如使用PWM/PFM)闭合，以使得经整流的信号能够对第三电容器充电。如上所述，第二开关和第三电容器形成设置在整流器与DC输出之间的第三串的部分。

第三电容器可以单独连接，即在断开第二电容器时，或者与第二电容器并联连接。两个电容器中的每个可以以静态或动态的方式单独地闭合或断开。

在有条件的结束步骤50中，确定右手侧路径是否要结束。该确定可以是主动确定，例如通过考虑第一电容器的电压。可替选地，这是被动确定，即当不再提供能量时路径结束。如果右手路径要结束，则方法进行至断开(一个或更多个)开关的步骤52。否则，该路径可选地在延迟之后重新执行有条件的结束步骤50。

在断开(一个或更多个)开关的步骤52中，在被部署的情况下，第一开关和第二开关断开。以这种方式，机械能至电能转换器处于可以再次执行该方法的状态。可选地，开关在没有提供控制信号时断开。在这样的情况下，当能量转换结束时，控制器变得不供电，并且结束向第二开关(以及任何其他开关)发送控制信号，因此当没有更多剩余电能时断开(一个或更多个)开关。

图6是示出形成锁装置3的部分的图3的机械能至电能转换器的示意图。

此时锁装置3包括图3的机械能至电能转换器1(具有或者不具有可选部件)以及由机械能至电能转换器供电的负载19。负载19例如可以包括一个或更多个访问控制电路、LED、显示器、键盘、螺线管、电机等。使用如上所述的更有效的机械能至电能转换器1，负载19可以消耗从诸如插入钥匙的机械运动收集的更多能量。以这种方式，可以在如下情况下使用能量收集，否则在该情况下可能需要例如电源连接或电池组的外部电源。

这里现在跟随着以罗马数字列举的一组实施方式。

i.一种能量转换器(1)，包括：

发电机(10)，所述发电机(10)被配置成将机械运动转换成发电机信号；

直流DC输出(15)；

整流器(11)，所述整流器(11)被配置成将所述发电机信号转换成经整流的信号；

第一能量存储元件(13a)，所述第一能量存储元件(13a)设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间；

第二串(12)，所述第二串包括第二能量存储元件(13b)和第一开关(14a)，所述第二串设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间；以及

控制器(16)，所述控制器(16)被配置成在第一开关条件为真时闭合所述第一开关(14a)以使得所述经整流的信号能够对所述第二能量存储元件(13b)充电。

ii.根据实施方式i所述的能量转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：测量电压大于第一阈值电压。

iii.根据实施方式ii所述的能量转换器(1)，其中，所述测量电压是所述第一能量存储元件(13a)两端的电压。

iv.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：电压的变化率小于第一速率阈值。

v.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：从所述发电机(10)开始提供所述发电机信号起已经逝去一定时间。

vi.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，还包括在所述第一能量存储元件(13a)与所述第二能量存储元件(13b)之间的二极管(18)，以防止电流从所述第一能量存储元件(13a)流向所述第二能量存储元件。vii.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，还包括第三串(12’)，所述第三串包括第三能量存储元件(13b)和第二开关(14b)，所述第三串设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间；以及

其中，所述控制器(16)被配置成在第二开关条件为真时闭合所述第二开关(14b)，以使得所述经整流的信号能够对所述第三能量存储元件(13b)充电。

viii.根据实施方式vii所述的能量转换器(1)，其中，第二阈值电压小于第一阈值电压。

ix.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，还包括DC/DC转换器(17)，所述DC/DC转换器(17)被配置成在所述DC输出(15)上提供合适的DC电压。

x.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，其中，所述第二能量存储元件(13b)的电容是所述第一能量存储元件(13a)的电容的至少两倍。

xi.根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)，还包括：存储如下指令(66)的存储器(64)，当该指令(66)被处理器执行时，使得所述控制器在第一开关条件为真时闭合所述第一开关(14a)，以使得所述经整流的信号能够对所述第二能量存储元件(13b)充电。

xii.一种锁装置(3)，包括根据前述实施方式中任一项所述的能量转换器(1)。

xiii.一种用于将来自机械运动的能量转换成能量转换器(1)的直流DC输出(15)上的直流DC输出信号的方法，在所述能量转换器(1)中执行所述方法，并且所述方法包括以下步骤：

在AC发电机(10)中将机械运动转换(40)成发电机信号；

在整流器(11)中将所述发电机信号转换(42)成经整流的信号；

将能量存储(44)在设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间的第一能量存储元件(13a)中；

当第一开关条件为真时，闭合(46)第一开关(14a)以使得所述经整流的信号能够对第二能量存储元件(13b)充电，所述第一开关(14a)和所述第二能量存储元件(13b)形成设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间的第二串(12)的部分。

xiv.根据实施方式xiii所述的方法，其中，闭合(46)所述第一开关的步骤包括：根据目标占空周期动态地控制所述第一开关。

xv.根据实施方式xiii所述的方法，还包括以下步骤：

当第二开关条件为真时，闭合(48)第二开关(14b)以使得所述经整流的信号能够对第三能量存储元件(13c)充电，所述第二开关(14b)和所述第三能量存储元件(13c)形成设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间的第三串(12’)的部分。

上面已经参考几个实施方式主要描述了本发明。然而，如本领域的技术人员容易理解的，除了以上公开的实施方式以外的其他实施方式同样可能在由所附专利权利要求限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种机械能至电能转换器(1)，包括：

直流DC输出(15)；

第二串(12)，所述第二串(12)包括第二能量存储元件(13b)和第一开关(14a)，所述第二串与所述第一能量存储元件并联设置；

控制器(16)，所述控制器(16)被配置成在第一开关条件为真时闭合所述第一开关(14a)，以使得所述经整流的信号能够对所述第二能量存储元件(13b)充电；以及

二极管(18)，所述二极管在所述第一能量存储元件(13a)与所述第二能量存储元件(13b)之间，防止电流从所述第一能量存储元件(13a)流向所述第二能量存储元件，

其中，所述第一开关条件是指示所述第一能量存储元件被充分充电的条件。

2.根据权利要求1所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：测量电压大于第一阈值电压。

3.根据权利要求2所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述测量电压是所述第一能量存储元件(13a)两端的电压。

4.根据前述权利要求中任一项所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：电压的变化率小于第一速率阈值。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述第一开关条件包括：从所述发电机(10)开始提供所述发电机信号起已经逝去一定时间。

6.根据权利要求2所述的机械能至电能转换器(1)，还包括第三串(12’)，所述第三串(12’)包括第三能量存储元件(13b)和第二开关(14b)，所述第三串与所述第二串(12)并联设置；以及

7.根据权利要求6所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述第二开关条件是所述测量电压大于第二阈值电压，以及

其中，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的机械能至电能转换器(1)，还包括DC/DC转换器(17)，所述DC/DC转换器(17)被配置成在所述DC输出(15)上提供合适的DC电压。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的机械能至电能转换器(1)，其中，所述第二能量存储元件(13b)的电容是所述第一能量存储元件(13a)的电容的至少两倍。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的机械能至电能转换器(1)，还包括存储如下指令(66)的存储器(64)，当该指令(66)被处理器执行时，使所述控制器在第一开关条件为真时闭合所述第一开关(14a)，以使得所述经整流的信号能够对所述第二能量存储元件(13b)充电。

11.一种锁装置(3)，包括根据前述权利要求中任一项所述的机械能至电能转换器(1)。

12.一种用于将来自机械运动的能量转换成机械能至电能转换器(1)的直流DC输出(15)上的直流DC输出信号的方法，在所述机械能至电能转换器(1)中执行所述方法，并且所述方法包括以下步骤：

在AC发电机(10)中将机械运动转换(40)成发电机信号；

在整流器(11)中将所述发电机信号转换(42)成经整流的信号；

当第一开关条件为真时，闭合(46)第一开关(14a)，以使得所述经整流的信号能够对第二能量存储元件(13b)充电，所述第一开关(14a)和所述第二能量存储元件(13b)形成设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间的第二串(12)的部分，而在所述第一能量存储元件(13a)与所述第二能量存储元件(13b)之间的二极管(18)防止电流从所述第一能量存储元件(13a)流向所述第二能量存储元件,

13.根据权利要求12所述的方法，其中，闭合(46)所述第一开关的步骤包括：根据目标占空周期动态地控制所述第一开关。

14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括以下步骤：

当第二开关条件为真时，闭合(48)第二开关(14b)，以使得所述经整流的信号能够对第三能量存储元件(13c)充电，所述第二开关(14b)和所述第三能量存储元件(13c)形成设置在所述整流器(11)与所述DC输出(15)之间的第三串(12’)的部分。