CN202094689U - 一种电池充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池充电装置，其包括：产生电能的发电装置、对发电装置产生的交流电进行整流的整流桥、与整流桥的输出端相电连的用于储能的电容、及与电容并联的电池；所述发电装置包括箱体、位于箱体内的可移动的磁体、固定于箱体内壁的压电器件、及固定于箱体上的电感，所述压电器件与所述电感并联，且电感的两端与所述整流桥的输入端相电连接。本实用新型提供的电池充电装置具有结构简单、成本低、易于携带及使用的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电装置，尤其涉及一种将机械能转换为电能的电池充电装置。
背景技术
随着电子技术的发展进步，特别是无线通信与信息技术的发展，越来越多的电路及其产品需要使用充电电池作为电源。例如手机、PDA（personal digital assistant,个人数字助理）、笔记本电脑、平板电脑等便携式电子装置通常需要在户外等没有固定电源的地方通过备用电池供电；例如遥控器、无线开关、传感器、DC/DC转换器等低功耗的需要可以移动的电源供电的产品也需要电池供电。但电池使用一定时间后，电池电量会耗尽，其需要使用专用充电装置对其充电，以供各种电子装置继续使用。
然而，现有的充电装置大多需要在有固定电源的情况下才能给电池及电子装置充电。例如来自电网的电能通过降压转换后充电，以获取维持长时间工作所需的能量。这给长时间在野外作业等难以获得固定电源的用户使用电子装置带来较大不便。同时现有技术中存在采用太阳能实现户外给电器充电，但太阳能充电装置通常结构较复杂体积较大不便于携带，且其成本较高，同时其受到必须要有足够的光线才能使用的限制。
现有技术中存在通过可活动的物体撞击压电片发电的发电装置，但其产生的电能不够稳定，而且，发电装置结构较复杂、不便于携带使用。所以，人们需要一种简易的可移动的便于携带的供电池充电的充电装置。
可以理解的是，本部分的陈述仅仅提供与本实用新型相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中电池充电装置不便于携带使用、结构较复杂、使用不够方便且成本较高的缺陷，提供一种便于携带使用的成本较低的简易的电池充电装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电池充电装置，其包括：产生电能的发电装置、对发电装置产生的交流电进行整流的整流桥、与整流桥的输出端相电连的用于储能的电容、及与电容并联的电池；所述发电装置包括箱体、位于箱体内的可移动的磁体、固定于箱体内壁的压电器件、及固定于箱体上的电感，所述压电器件与所述电感并联，且电感的两端与所述整流桥的输入端相电连接。
在上述电池充电装置中，所述电感为多个，且所述多个电感对称的分布于箱体的内壁上。
在上述电池充电装置中，所述电感为四个，且四个电感分布于箱体的两个相对的内壁上；所述压电器件为两个，且两个压电器件分布于箱体的与电感所在的内壁垂直的两个相对的内壁上。
在上述电池充电装置中，所述每个电感位于箱体的内壁的边缘。
在上述电池充电装置中，所述压电器件为多个，且所述多个压电器件对称的分布于箱体的内壁上。
在上述电池充电装置中，所述压电器件为压电陶瓷片。
在上述电池充电装置中，所述压电陶瓷片的带有压电涂层的面贴合于箱体的内壁。
在上述电池充电装置中，所述磁体呈长方体形、正方体形、或圆柱形。
在上述电池充电装置中，所述电容为极性电容。
在上述电池充电装置中，所述电池为锂电池或镍电池。
本实用新型提供的电池充电装置，其通过在箱体内设置可移动的磁体，并在箱体上设置电感及压电器件，当磁体在外力的作用下在箱体内移动时，其与电感利用电磁感应原理产生交流电，且当磁体运动撞击压电器件时亦能产生电能，其结合电感及压电器件产生的电能的叠加能有效可靠的产生交流电，交流电经整流桥整流后并通过电容储存出稳定的直流电以对电池充电。所以，本实用新型提供的电池充电装置结构简单、成本较低；且其通过较小的箱体承载各电子元器件，并结合例如摇晃之类的外力即可产生电能，其不受地域天气等外界因素的影响，随时随地均可产生电能，故其具有便于携带及使用的优点。
附图说明
图1是本实用新型提供的电池充电装置的一优选实施例的结构示意图；
图2是本实用新型提供的电池充电装置的一优选实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0019] 为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1至图2，其分别为本实用新型提供的电池充电装置的优选实施例中的结构示意图及电路原理图。本实用新型提供的电池充电装置包括：产生电能的发电装置、对发电装置产生的交流电进行整流的整流桥、与整流桥的输出端相电连的用于储能的电容、及与电容并联的电池；所述发电装置包括箱体10、位于箱体10内的可移动的磁体13、固定于箱体10内壁的压电器件12、及固定于箱体10上的电感11，所述压电器件12与所述电感11并联，且电感11的两端与所述整流桥的输入端相电连接。当箱体10在外力作用下摇动时，可移动的磁体13即在箱体10内运动撞击压电器件12产生交流电，并使电感11在磁场中切割磁感线产生感应电流，上述两种电能叠加处理后即可给电池充电。
详细见图1所示，本实用新型主要利用压电器件12被撞击后产生电能及电磁感应产生电能的原理，其使磁体13在箱体10内自由的运动，进而由动能转换为电能。其具体的产生电能并充电的原理如下：在外力摇动箱体10时，磁体13在箱体10内运动， 其会撞击到箱体10内壁的一个或多个压电器件12从而产生交流电，同时，磁体13在运动时使箱体10上的电感11在闭合回路中运动切割磁感线从而也产生交流电。压电器件12及电感11两者产生电能的模式的结合使得发电装置可靠有效的产生交流电，然后两者产生的电能叠加后均通过整流桥整流为直流电，磁体13沿多个方向运动时可至发电装置的输出端的电能的极性不同，但不论其电极性，其均可被整流桥整流为直流电，进而储存在电容C中，上述产生的电能通常为能量较小的电能，通过电容的储存后，即可产生一定的稳定的直流电给电池充电。
压电器件12主要是利用材料的压电效应制成的器件，优选地，压电器件12为压电陶瓷片，以更好的产生稳定的电能。更优选地，压电陶瓷片的带有压电涂层的面贴合于箱体10的内壁上，从而使磁体13多次撞击压电器件12时不会磨损压电器件12不会减少压电器件12产生电能的性能。
本实用新型提供的电池充电装置的发电装置包括一个或多个压电器件12、一个或多个电感11，多个压电器件12对称的分布于箱体10的内壁上，多个电感11对称的分布于箱体10的内壁上，其可位于箱体10的上下、前后、左右。在优选实施例中，电池充电装置包括四个电感11、两个压电器件12、箱体10、及磁体13，本实施例详见图1及图2所示。四个电感11分布于箱体10的两个相对的内壁上，两个压电片分布于箱体10的与电感11所在的内壁垂直的两个相对的内壁上。如四个电感11中两个位于箱体10上面的内壁上，两个电感11对称的位于箱体10下面的内壁上；压电片Y1、及压电片Y2分别对称的位于箱体10的左右两个内壁上。当磁体13在箱体10内移动时，四个电感11L在上下两个方向上均能切割磁感线。因为磁体13两侧的磁场强度大于磁体13中间的磁场强度，所以优选地，电感11位于箱体10内壁的边缘上，能使相同的电感11及磁体13产生更多的电能。
由图2可知：管状电感11线圈与压电片Y1、Y2形成并联关系，在磁体13与电感11、压电片的作用下，电感11与压电片分别产生电压，所产生的电压无论何种极性，都从桥式整流电路的1、2两端输入，而从桥式整流电路的3、4端得到的输出极性则是一定的，即左负右正，进而对超级储能电容C进行充电储能，即可得到稳定的直流电给电池充电。
优选地，磁体呈规则几何形状，例如长方体形、正方体形、或圆柱形，使磁体的平滑的面面向于压电器件，能更好的保护压电器件。箱体为常规的密闭壳体，以承载其它各个部件，箱体可设置的较小以便于携带，箱体具体的结构为本领域熟知结构，此处不再赘述。电容为极性电容，其既能储能又能滤除杂波。优选地，电池为锂电池或镍电池。
所以，当由于倾斜、振动等外力的作用下，磁体在箱体内产生往复运动，在线圈中就会产生变化的磁场，根据电磁感应定律，线圈中会产生感生电流以及端电压；而当磁体滑动到箱体的两端时，发电装置主要依靠撞击压电片产生电能。两者产生的电能叠加后传输到整流桥。
综上所述，本实用新型提供的电池充电装置，其仅借助简单的数个电子元器件、箱体、及磁体即可产生稳定可靠的电能给电池充电，其主要优点如下：
1、本技术采用电磁式与压电双模式组合产生电能，结构简单、成本较低；
2、采用桥式整流技术，无论来自电感、压电片的电压为何极性，都能够高效可靠的传输到电容中并给电池充电，使用可靠方便。
3、无需电网电能、太阳能，只要操作者手持晃动即可以实现发电、供电，其可用于遥控器、无线开关、无线转发器、充电器等低功耗装置，便于携带使用，随时随地不受限制的使用，且节省能源、低碳环保。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池充电装置，其特征在于，包括：产生电能的发电装置、对发电装置产生的交流电进行整流的整流桥、与整流桥的输出端相电连的用于储能的电容、及与电容并联的电池；
所述发电装置包括箱体、位于箱体内的可移动的磁体、固定于箱体内壁的压电器件、及固定于箱体上的电感，所述压电器件与所述电感并联，且电感的两端与所述整流桥的输入端相电连接。
2. 如权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，所述电感为多个，且所述多个电感对称的分布于箱体的内壁上。
3.如权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，所述电感为四个，且四个电感分布于箱体的两个相对的内壁上；所述压电器件为两个，且两个压电器件分布于箱体的与电感所在的内壁垂直的两个相对的内壁上。
4.如权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，所述每个电感位于箱体的内壁的边缘。
5.如权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，所述压电器件为多个，且所述多个压电器件对称的分布于箱体的内壁上。
6.如权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，所述压电器件为压电陶瓷片。
7.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，所述压电陶瓷片的带有压电涂层的面贴合于箱体的内壁。
8.如权利要求1所述的电池充电装置，其特征在于，所述磁体呈长方体形、正方体形、或圆柱形。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电池充电装置，其特征在于，所述电容为极性电容。
10.如权利要求1至8中任一项所述的电池充电装置，其特征在于，所述电池为锂电池或镍电池。
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