CN110264943A - 一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种间歇式发电储能显示系统，包括发电装置、能量储存装置、屏幕显示装置与电源控制装置，其中，发电装置与能量储存装置相连接，能量储存装置的正极与屏幕显示装置的正极相连接，屏幕显示装置的负极依次经二号开关、一号开关后与能量储存装置的负极相连接，控制单元的输入端分别与能量储存装置的正、负极相连接，控制单元的输出端分别与一、二号开关进行信号连接，一、二号开关的交接处同时与一、二号二极管的负极进行电路连接，一号二极管的正极与能量储存装置的负极相连接，二号二极管的正极与屏幕显示装置的负极相连接。本设计不仅能够间歇显示，能储存电能，而且自动化程度较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子显示系统，属于电子功能器件装置设计领域，尤其涉及一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法，具体适用于实现屏幕显示装置的间隙显示。
背景技术
目前，户外移动的显示屏（通电发光显示电子器件）一般是以电池作为电源，发光时间长短依赖于电池容量，当电池电量用完，就需更换电池或对其充电，而在发光的过程中，是持续发光，但在很多应用情景下，并不需要持续发光显示，如衣服、背包、行李箱等物品，有时需要发光显示，有时则不需要，因而，急需一种间歇式显示的显示系统，而现有技术方案不能满足要求。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不能间歇显示的缺陷与问题，提供一种能够间歇显示的间歇式发电储能显示系统。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种间歇式发电储能显示系统，包括相互连接的能量储存装置与屏幕显示装置；
所述间歇式发电储能显示系统还包括发电装置与电源控制装置，所述发电装置的输出端与能量储存装置的输入端相连接，所述电源控制装置包括控制单元、一号开关、二号开关、一号二极管与二号二极管；
所述能量储存装置的正极与屏幕显示装置的正极进行电路连接，屏幕显示装置的负极依次经二号开关、一号开关后与能量储存装置的负极进行电路连接，所述控制单元的输入端分别与能量储存装置的正、负极进行电路连接，控制单元的输出端分别与一号开关、二号开关进行信号连接；
所述一号开关、二号开关的交接处同时与一号二极管的负极、二号二极管的负极进行电路连接，一号二极管的正极与能量储存装置的负极进行电路连接，二号二极管的正极与屏幕显示装置的负极进行电路连接。
所述控制单元为IC芯片。
所述控制单元包括电压采集器、比较器、非门、一号继电器与二号继电器，所述电压采集器的输入端分别与能量储存装置的正、负极进行电路连接，电压采集器的输出端与比较器的输入端相连接，比较器的输出端分别与一号继电器的输入端、非门的输入端相连接，一号继电器的输出端与一号开关进行信号连接，非门的输出端经二号继电器与二号开关进行信号连接。
所述能量储存装置为超级电容、赝电容、胆电容、陶瓷电池、铝电容或二次电池。
所述能量储存装置内还设置有升压装置。
所述屏幕显示装置为LED显示屏、LCD显示屏或者背光板，所述背光板采用透明或半透明材料制作。
所述发电装置为振动发电装置、旋转发电装置、摩擦发电装置、压力发电装置、微型风力发电装置、微型水力发电装置或温差发电装置。
一种上述间歇式发电储能显示系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
发电装置一直给能量储存装置充电，同时，控制单元的输入端经能量储存装置的正、负极实时采集能量储存装置的电压以得到采集电压，再由控制单元依据采集电压对一号开关、二号开关进行闭合或打开，以控制能量储存装置对屏幕显示装置进行放电或断电，具体过程为：
当采集电压大于设定电压时，控制单元控制一号开关闭合，二号开关打开，此时，能量储存装置的正极依次经屏幕显示装置、二号二极管、一号开关后流向能量储存装置的负极，在该过程中，能量储存装置对屏幕显示装置放电，放电会降低能量储存装置的电压，当采集电压低于或等于设定电压时，控制单元控制一号开关打开，二号开关闭合，以切断能量储存装置对屏幕显示装置的放电，直至能量储存装置的采集电压再次高于设定电压时，控制单元会再次控制一号开关闭合，二号开关打开，以实现能量储存装置对屏幕显示装置放电，……，依次循环；所述设定电压大于屏幕显示装置的放电电压。
所述控制单元包括电压采集器、比较器、非门、一号继电器与二号继电器，所述电压采集器的输入端分别与能量储存装置的正、负极进行电路连接，电压采集器的输出端与比较器的输入端相连接，比较器的输出端分别与一号继电器的输入端、非门的输入端相连接，一号继电器的输出端与一号开关进行信号连接，非门的输出端经二号继电器与二号开关进行信号连接；
所述控制单元依据采集电压对一号开关、二号开关进行闭合或打开，以控制能量储存装置对屏幕显示装置进行放电或断电是指：先由电压采集器实时采集能量储存装置的电压以得到采集电压，再将采集电压输入给比较器，然后由比较器将采集电压与设定电压进行比较，若采集电压大于设定电压，则比较器向一号继电器、非门均输出1，非门则向二号继电器输出0，此时，一号继电器控制一号开关闭合，二号继电器控制二号开关打开；若采集电压低于或等于设定电压，则比较器向一号继电器、非门均输出0，非门则向二号继电器输出1，此时，一号继电器控制一号开关打开，二号继电器控制二号开关闭合。
所述设定电压比屏幕显示装置的放电电压大0.1―5V。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法中，主要包括发电装置、能量储存装置、屏幕显示装置与电源控制装置，其中，发电装置向能量储存装置持续供电，能量储存装置向屏幕显示装置提供电能的过程则由电源控制装置负责通或断，即当能量储存装置的采集电压大于设定电压时，电源控制装置才会控制能量储存装置向屏幕显示装置充电，以使屏幕显示装置正常工作，而当采集电压低于或等于设定电压时，电源控制装置则使能量储存装置向屏幕显示装置断电，断电后，持续接收发电装置传来电能的能量储存装置会再次达到采集电压大于设定电压的标准，从而再次向屏幕显示装置充电，依次循环，整个操作间歇进行，不仅能够满足屏幕显示装置的正常需求，而且能节省电源，增加可调性。因此，本发明能够间歇显示，可调性较强。
2、本发明一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法中，电源控制装置包括控制单元、一号开关、二号开关、一号二极管与二号二极管，应用时，控制单元一方面负责采集能量储存装置的电压以获得采集电压，另一方面，控制单元依据采集电压对一号开关、二号开关的闭合或打开进行控制，以实现对屏幕显示装置的充电或断电，从而实现间歇显示，而且整个过程全自动进行。因此，本发明不仅能够间歇显示，而且自动化程度较高。
3、本发明一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法中，在电源控制装置控制能量储存装置、屏幕显示装置之间电能传输的通或断时，发电装置一直向能量储存装置供电，以供能量储存装置储存，可见，能量储存装置存电、充电是两个相互独立的过程，互不干扰，从而确保间隙显示的顺利进行。因此，本发明不仅能够控制显示功能，实现间隙显示，而且能够储存电能。
4、本发明一种间歇式发电储能显示系统及其使用方法，在具体应用时，可将本设计内嵌或装配到日常用品上，使其能定期或不定期的亮灯，从而具备广告或提示功能，比较适合礼品定制、个性化定制，具体而言，如内嵌或装配到包、箱子、书包、服装、帽子、雨伞、鞋类、记事本、汽车、自行车或摩托车等交通工具上，此外，还可在户外运动时，间隙的显示需要显示的图文，以吸引眼球，起到提醒或广告效应。因此，本发明具备较强的广告或提示功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中电源控制装置的结构示意图。
图3是图2中控制单元的结构示意图。
图中：发电装置1、能量储存装置2、屏幕显示装置3、电源控制装置4、控制单元5、电压采集器51、比较器52、非门53、一号继电器54、二号继电器55、一号开关6、二号开关7、一号二极管8、二号二极管9。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3，一种间歇式发电储能显示系统，包括相互连接的能量储存装置2与屏幕显示装置3；
所述间歇式发电储能显示系统还包括发电装置1与电源控制装置4，所述发电装置1的输出端与能量储存装置2的输入端相连接，所述电源控制装置4包括控制单元5、一号开关6、二号开关7、一号二极管8与二号二极管9；
所述能量储存装置2的正极与屏幕显示装置3的正极进行电路连接，屏幕显示装置3的负极依次经二号开关7、一号开关6后与能量储存装置2的负极进行电路连接，所述控制单元5的输入端分别与能量储存装置2的正、负极进行电路连接，控制单元5的输出端分别与一号开关6、二号开关7进行信号连接；
所述一号开关6、二号开关7的交接处同时与一号二极管8的负极、二号二极管9的负极进行电路连接，一号二极管8的正极与能量储存装置2的负极进行电路连接，二号二极管9的正极与屏幕显示装置3的负极进行电路连接。
所述控制单元5为IC芯片。
所述控制单元5包括电压采集器51、比较器52、非门53、一号继电器54与二号继电器55，所述电压采集器51的输入端分别与能量储存装置2的正、负极进行电路连接，电压采集器51的输出端与比较器52的输入端相连接，比较器52的输出端分别与一号继电器54的输入端、非门53的输入端相连接，一号继电器54的输出端与一号开关6进行信号连接，非门53的输出端经二号继电器55与二号开关7进行信号连接。
所述能量储存装置2为超级电容（优选为双电层超级电容）、赝电容、胆电容、陶瓷电池、铝电容或二次电池。
所述能量储存装置2内还设置有升压装置。
所述屏幕显示装置3为LED显示屏、LCD显示屏或者背光板，所述背光板采用透明或半透明材料制作。
所述发电装置1为振动发电装置、旋转发电装置、摩擦发电装置、压力发电装置、微型风力发电装置、微型水力发电装置或温差发电装置。
一种上述间歇式发电储能显示系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
发电装置1一直给能量储存装置2充电，同时，控制单元5的输入端经能量储存装置2的正、负极实时采集能量储存装置2的电压以得到采集电压，再由控制单元5依据采集电压对一号开关6、二号开关7进行闭合或打开，以控制能量储存装置2对屏幕显示装置3进行放电或断电，具体过程为：
当采集电压大于设定电压时，控制单元5控制一号开关6闭合，二号开关7打开，此时，能量储存装置2的正极依次经屏幕显示装置3、二号二极管9、一号开关6后流向能量储存装置2的负极，在该过程中，能量储存装置2对屏幕显示装置3放电，放电会降低能量储存装置2的电压，当采集电压低于或等于设定电压时，控制单元5控制一号开关6打开，二号开关7闭合，以切断能量储存装置2对屏幕显示装置3的放电，直至能量储存装置2的采集电压再次高于设定电压时，控制单元5会再次控制一号开关6闭合，二号开关7打开，以实现能量储存装置2对屏幕显示装置3放电，……，依次循环；所述设定电压大于屏幕显示装置3的放电电压。
所述控制单元5包括电压采集器51、比较器52、非门53、一号继电器54与二号继电器55，所述电压采集器51的输入端分别与能量储存装置2的正、负极进行电路连接，电压采集器51的输出端与比较器52的输入端相连接，比较器52的输出端分别与一号继电器54的输入端、非门53的输入端相连接，一号继电器54的输出端与一号开关6进行信号连接，非门53的输出端经二号继电器55与二号开关7进行信号连接；
所述控制单元5依据采集电压对一号开关6、二号开关7进行闭合或打开，以控制能量储存装置2对屏幕显示装置3进行放电或断电是指：先由电压采集器51实时采集能量储存装置2的电压以得到采集电压，再将采集电压输入给比较器52，然后由比较器52将采集电压与设定电压进行比较，若采集电压大于设定电压，则比较器52向一号继电器54、非门53均输出1，非门53则向二号继电器55输出0，此时，一号继电器54控制一号开关6闭合，二号继电器55控制二号开关7打开；若采集电压低于或等于设定电压，则比较器52向一号继电器54、非门53均输出0，非门53则向二号继电器55输出1，此时，一号继电器54控制一号开关6打开，二号继电器55控制二号开关7闭合。
所述设定电压比屏幕显示装置3的放电电压大0.1―5V。
本发明的原理说明如下：
IC芯片：即Integrated Circuit集成电路，是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片，而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。
本发明中的背光板采用透明或半透明材料作为反光纸和导光纸，制作时，把文字或图案，以丝印或镭雕的方式设置在背光板上、镜片上或胶片上，胶片可以采用ABS、PC、硅胶、TPU、PU、TPE、PVC、橡胶中的任意一种或任意几种复合的软质或硬质材料制作，此时，点亮LED灯就会点亮背光板，从而显示出需要显示的图案或文字，图案可以是静态或者动态。
本发明中的能量储存装置可以为超级电容，其优点在于：当发电装置是通过振动、旋转或摩擦的方式产生电流时，产生的电流不是恒流电，此时，采用超级电容可以对储存的电流进行整流。
本发明中屏幕显示装置的放电电压优选为3.2V。
实施例1：
一种间歇式发电储能显示系统，包括发电装置、能量储存装置、屏幕显示装置与电源控制装置，所述发电装置的输出端与能量储存装置的输入端相连接，所述电源控制装置包括控制单元、一号开关、二号开关、一号二极管与二号二极管；所述能量储存装置的正极与屏幕显示装置的正极进行电路连接，屏幕显示装置的负极依次经二号开关、一号开关后与能量储存装置的负极进行电路连接，所述控制单元的输入端分别与能量储存装置的正、负极进行电路连接，控制单元的输出端分别与一号开关、二号开关进行信号连接；所述一号开关、二号开关的交接处同时与一号二极管的负极、二号二极管的负极进行电路连接，一号二极管的正极与能量储存装置的负极进行电路连接，二号二极管的正极与屏幕显示装置的负极进行电路连接。
一种上述间歇式发电储能显示系统的使用方法，包括以下步骤：发电装置一直给能量储存装置充电，同时，控制单元的输入端经能量储存装置的正、负极实时采集能量储存装置的电压以得到采集电压，再由控制单元依据采集电压对一号开关、二号开关进行闭合或打开，以控制能量储存装置对屏幕显示装置进行放电或断电，具体过程为：
当采集电压大于设定电压时（优选设定电压比屏幕显示装置的放电电压大0.1―5V），控制单元控制一号开关闭合，二号开关打开，此时，能量储存装置的正极依次经屏幕显示装置、二号二极管、一号开关后流向能量储存装置的负极，在该过程中，能量储存装置对屏幕显示装置放电，放电会降低能量储存装置的电压，当采集电压低于或等于设定电压时，控制单元控制一号开关打开，二号开关闭合，以切断能量储存装置对屏幕显示装置的放电，直至能量储存装置的采集电压再次高于设定电压时，控制单元会再次控制一号开关闭合，二号开关打开，以实现能量储存装置对屏幕显示装置放电，……，依次循环；所述设定电压大于屏幕显示装置的放电电压。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
结构上：所述控制单元包括电压采集器、比较器、非门、一号继电器与二号继电器，所述电压采集器的输入端分别与能量储存装置的正、负极进行电路连接，电压采集器的输出端与比较器的输入端相连接，比较器的输出端分别与一号继电器的输入端、非门的输入端相连接，一号继电器的输出端与一号开关进行信号连接，非门的输出端经二号继电器与二号开关进行信号连接；
方法上：所述控制单元依据采集电压对一号开关、二号开关进行闭合或打开，以控制能量储存装置对屏幕显示装置进行放电或断电是指：先由电压采集器实时采集能量储存装置的电压以得到采集电压，再将采集电压输入给比较器，然后由比较器将采集电压与设定电压进行比较，若采集电压大于设定电压，则比较器向一号继电器、非门均输出1，非门则向二号继电器输出0，此时，一号继电器控制一号开关闭合，二号继电器控制二号开关打开；若采集电压低于或等于设定电压，则比较器向一号继电器、非门均输出0，非门则向二号继电器输出1，此时，一号继电器控制一号开关打开，二号继电器控制二号开关闭合。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
当采集电压低于或等于设定电压时，控制单元5控制一号开关6打开，二号开关7闭合，以切断能量储存装置2对屏幕显示装置3的放电，此时，能量储存装置2的负极会依次经历一号二极管8、二号开关7、屏幕显示装置3后与能量储存装置2的正极相连接。在这个过程中，若屏幕显示装置3具备放电功能，则屏幕显示装置3会向能量储存装置2充电。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (10)
1.一种间歇式发电储能显示系统，包括相互连接的能量储存装置（2）与屏幕显示装置（3），其特征在于：
所述间歇式发电储能显示系统还包括发电装置（1）与电源控制装置（4），所述发电装置（1）的输出端与能量储存装置（2）的输入端相连接，所述电源控制装置（4）包括控制单元（5）、一号开关（6）、二号开关（7）、一号二极管（8）与二号二极管（9）；
所述能量储存装置（2）的正极与屏幕显示装置（3）的正极进行电路连接，屏幕显示装置（3）的负极依次经二号开关（7）、一号开关（6）后与能量储存装置（2）的负极进行电路连接，所述控制单元（5）的输入端分别与能量储存装置（2）的正、负极进行电路连接，控制单元（5）的输出端分别与一号开关（6）、二号开关（7）进行信号连接；
所述一号开关（6）、二号开关（7）的交接处同时与一号二极管（8）的负极、二号二极管（9）的负极进行电路连接，一号二极管（8）的正极与能量储存装置（2）的负极进行电路连接，二号二极管（9）的正极与屏幕显示装置（3）的负极进行电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述控制单元（5）为IC芯片。
3.根据权利要求1所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述控制单元（5）包括电压采集器（51）、比较器（52）、非门（53）、一号继电器（54）与二号继电器（55），所述电压采集器（51）的输入端分别与能量储存装置（2）的正、负极进行电路连接，电压采集器（51）的输出端与比较器（52）的输入端相连接，比较器（52）的输出端分别与一号继电器（54）的输入端、非门（53）的输入端相连接，一号继电器（54）的输出端与一号开关（6）进行信号连接，非门（53）的输出端经二号继电器（55）与二号开关（7）进行信号连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述能量储存装置（2）为超级电容、赝电容、胆电容、陶瓷电池、铝电容或二次电池。
5.根据权利要求4所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述能量储存装置（2）内还设置有升压装置。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述屏幕显示装置（3）为LED显示屏、LCD显示屏或者背光板，所述背光板采用透明或半透明材料制作。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种间歇式发电储能显示系统，其特征在于：所述发电装置（1）为振动发电装置、旋转发电装置、摩擦发电装置、压力发电装置、微型风力发电装置、微型水力发电装置或温差发电装置。
8.一种权利要求1所述的间歇式发电储能显示系统的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下步骤：
发电装置（1）一直给能量储存装置（2）充电，同时，控制单元（5）的输入端经能量储存装置（2）的正、负极实时采集能量储存装置（2）的电压以得到采集电压，再由控制单元（5）依据采集电压对一号开关（6）、二号开关（7）进行闭合或打开，以控制能量储存装置（2）对屏幕显示装置（3）进行放电或断电，具体过程为：
当采集电压大于设定电压时，控制单元（5）控制一号开关（6）闭合，二号开关（7）打开，此时，能量储存装置（2）的正极依次经屏幕显示装置（3）、二号二极管（9）、一号开关（6）后流向能量储存装置（2）的负极，在该过程中，能量储存装置（2）对屏幕显示装置（3）放电，放电会降低能量储存装置（2）的电压，当采集电压低于或等于设定电压时，控制单元（5）控制一号开关（6）打开，二号开关（7）闭合，以切断能量储存装置（2）对屏幕显示装置（3）的放电，直至能量储存装置（2）的采集电压再次高于设定电压时，控制单元（5）会再次控制一号开关（6）闭合，二号开关（7）打开，以实现能量储存装置（2）对屏幕显示装置（3）放电，……，依次循环；所述设定电压大于屏幕显示装置（3）的放电电压。
9.根据权利要求8所述的一种间歇式发电储能显示系统的使用方法，其特征在于：所述控制单元（5）包括电压采集器（51）、比较器（52）、非门（53）、一号继电器（54）与二号继电器（55），所述电压采集器（51）的输入端分别与能量储存装置（2）的正、负极进行电路连接，电压采集器（51）的输出端与比较器（52）的输入端相连接，比较器（52）的输出端分别与一号继电器（54）的输入端、非门（53）的输入端相连接，一号继电器（54）的输出端与一号开关（6）进行信号连接，非门（53）的输出端经二号继电器（55）与二号开关（7）进行信号连接；
所述控制单元（5）依据采集电压对一号开关（6）、二号开关（7）进行闭合或打开，以控制能量储存装置（2）对屏幕显示装置（3）进行放电或断电是指：先由电压采集器（51）实时采集能量储存装置（2）的电压以得到采集电压，再将采集电压输入给比较器（52），然后由比较器（52）将采集电压与设定电压进行比较，若采集电压大于设定电压，则比较器（52）向一号继电器（54）、非门（53）均输出1，非门（53）则向二号继电器（55）输出0，此时，一号继电器（54）控制一号开关（6）闭合，二号继电器（55）控制二号开关（7）打开；若采集电压低于或等于设定电压，则比较器（52）向一号继电器（54）、非门（53）均输出0，非门（53）则向二号继电器（55）输出1，此时，一号继电器（54）控制一号开关（6）打开，二号继电器（55）控制二号开关（7）闭合。
10.根据权利要求8或9所述的一种间歇式发电储能显示系统的使用方法，其特征在于：所述设定电压比屏幕显示装置（3）的放电电压大0.1―5V。
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