CN212695775U - 一种微功率电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微功率电源装置，包括机械设备、永久磁体和能量转换模块；其中，机械设备包括旋转部件，永久磁体固定在旋转部件上；能量转换模块包括外壳、线圈、铁芯和电压稳定电路；线圈固定设置在外壳的内壁，当永久磁体随着旋转部件转动到能量转换模块下方时，线圈与永久磁体相正对；铁芯设置在线圈的中空位置，用于增加磁感应强度；线圈与电压稳定电路电性连接。本实用新型提供一种微功率电源装置，根据电磁感应定律收集微功率的电源，用于为无线传感器供电，无需频繁更换电池，解决了目前无线传感器需要频繁更换电池的问题。

Description

一种微功率电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，更具体的，涉及一种微功率电源装置。

背景技术

无线传感器采用微功率电池供电，在高于40摄氏度的环境下，微型电池的使用寿命大为缩减，需要经常给电池充电，导致无线传感器需要频繁更换电池，不够便利。

通常机械设备都会存在旋转的部件，在旋转的部件上安装多个微型磁铁，形成变化的磁场，然后在磁场中放置一个线圈，根据电磁感应定律，就可以收集到微功率的电源，只要机械设备运转就能获得稳定的电源为无线传感器供电，不需要经常给电池充电。

现有技术中，有很多通过电磁感应产生电源的供电装置，但都没有结合机械设备进行设计，如利用电磁感应供电方式的监控摄像头系统，公开号为CN105144706A，以电磁感应的方式从配电线路的电流中产生电源，向监控摄像头系统供电，而不是以电磁感应的方式从机械设备运转过程中产生电源。

实用新型内容

本实用新型为克服目前无线传感器需要频繁更换电池的技术缺陷，提供一种微功率电源装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种微功率电源装置，包括机械设备、永久磁体和能量转换模块；其中，

所述机械设备包括旋转部件，所述永久磁体固定在所述旋转部件上；

所述能量转换模块包括外壳、线圈、铁芯和电压稳定电路；所述线圈固定设置在所述外壳的内壁，当所述永久磁体随着所述旋转部件转动到所述能量转换模块下方时，所述线圈与所述永久磁体相正对；所述铁芯设置在所述线圈的中空位置，用于增加磁感应强度；所述线圈与所述电压稳定电路电性连接。

上述方案中，在机械设备的旋转部件上设置永久磁体，当旋转部件转动时，通过线圈的磁通量发生变化，根据电磁感应定律就可以收集到微功率的电源，用于为无线传感器供电，无需频繁更换电池，简单方便。

优选的，所述能量转换模块还包括线盘；所述线盘与所述外壳的内壁固定连接；所述线圈缠绕在所述线盘上；所述线盘采用中空结构，所述铁芯设置在所述线盘的中空位置。

上述方案中，线圈和铁芯通过线盘固定设置在能量转换模块内。

优选的，还包括固定支架，所述机械设备还包括非旋转部件，所述外壳的一端通过所述固定支架与所述非旋转部件固定连接，所述外壳的另一端的内壁固定设置有所述线圈。

上述方案中，通过固定支架实现外壳与非旋转部件的固定连接。

优选的，所述永久磁体有若干块，间隔均匀地固定在所述旋转部件上。

上述方案中，当旋转部件转动时，若干块永久磁体依次与线圈相正对，通过设置若干块永久磁体，提高发电效果。

优选的，当所述永久磁体处于所述线圈的正下方时，所述永久磁体的顶部与所述线圈的底部的距离不大于1mm。

上述方案中，在1mm距离范围内，发电效果比较明显。

优选的，所述线圈为多匝圆形线圈或多匝方形线圈。

上述方案中，多匝线圈能够提高发电效果。

优选的，所述电压稳定电路包括倍压电路，稳压电路和储电电路；所述线圈与所述倍压电路电性连接；所述倍压电路与所述稳压电路电性连接；所述稳压电路与所述储电电路电性连接。

上述方案中，线圈产生的微电压经过倍压电路进行电压升压后输入到稳压电路，稳压电路将不稳定的直流电压变为稳定输出的直流电压，然后向储电电路充电。

优选的，所述储电电路包括低压超级电容器，所述低压超级电容器与所述稳压电路电性连接。

上述方案中，低压超级电容器的容量大、反复充电寿命长。

优选的，所述永久磁体为钕铁錋永磁体。

上述方案中，钕铁錋永磁体具有优异的磁性能，性价比高，提高发电效果，节省生产成本。

优选的，所述永久磁体的直径与所述线圈的直径相等。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型提供了一种微功率电源装置，在机械设备的旋转部件上设置永久磁体，当旋转部件转动时，通过线圈的磁通量发生变化，根据电磁感应定律就可以收集到微功率的电源，用于为无线传感器供电，无需频繁更换电池，简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的电源装置安装示意图；

图2为本实用新型中线圈与铁芯在线盘上的安装示意图；

图3为本实用新型中若干块永久磁体均匀设置在旋转部件上的示意图；

图4为本实用新型中电压稳定电路的电路连接原理图；

其中：1、机械设备；11、旋转部件；12、非旋转部件；2、永久磁体；3、能量转换模块；31、外壳；32、线圈；33、铁芯；34、电压稳定电路；341、倍压电路；342、稳压电路；343、储电电路；3431、低压超级电容器；35、线盘；4、固定支架。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1-4所示，一种微功率电源装置，包括机械设备1、永久磁体2和能量转换模块3；其中，

所述机械设备1包括旋转部件11，所述永久磁体2固定在所述旋转部件11上；

所述能量转换模块3包括外壳31、线圈32、铁芯33和电压稳定电路34；所述线圈32固定设置在所述外壳31的内壁，当所述永久磁体2随着所述旋转部件11转动到所述能量转换模块3下方时，所述线圈32与所述永久磁体2相正对；所述铁芯33设置在所述线圈32的中空位置，用于增加磁感应强度；所述线圈32与所述电压稳定电路34电性连接。

在实施过程中，永久磁体2通过吸附固定在机械设备1的铁质的旋转部件11上，当旋转部件11转动时，通过线圈32的磁通量发生变化，根据电磁感应定律就可以收集到微功率的电源，用于为无线传感器供电，无需频繁更换电池，简单方便。

更具体的，所述能量转换模块3还包括线盘35；所述线盘35与所述外壳31的内壁固定连接；所述线圈32缠绕在所述线盘35上；所述线盘35采用中空结构，所述铁芯33设置在所述线盘35的中空位置。

在实施过程中，线圈32和铁芯33通过线盘35固定设置在能量转换模块3内。

更具体的，还包括固定支架4，所述机械设备1还包括非旋转部件12，所述外壳31的一端通过所述固定支架4与所述非旋转部件12固定连接，所述外壳31的另一端的内壁固定设置有所述线圈32。

在实施过程中，通过将外壳31与固定支架4焊接、粘接或螺栓连接等固定连接在一起，并，将固定支架4与非旋转部件12焊接、粘接或螺栓连接等固定连接在一起，从而实现外壳31与非旋转部件12的固定连接。

更具体的，所述永久磁体2有若干块，间隔均匀地固定在所述旋转部件11上。

在实施过程中，当旋转部件11转动时，若干块永久磁体2依次与线圈32相正对，通过设置若干块永久磁体2，提高发电效果。

更具体的，当所述永久磁体2处于所述线圈32的正下方时，所述永久磁体2的顶部与所述线圈32的底部的距离不大于1mm。

在实施过程中，在1mm距离范围内，发电效果比较明显。

更具体的，所述线圈32为多匝圆形线圈或多匝方形线圈。

在实施过程中，多匝线圈能够提高发电效果，线圈32可以采用圆形线圈或者方形线圈。

更具体的，所述电压稳定电路34包括倍压电路341，稳压电路342和储电电路343；所述线圈32与所述倍压电路341电性连接；所述倍压电路341与所述稳压电路342电性连接；所述稳压电路342与所述储电电路343电性连接。

在实施过程中，线圈32的一端与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端分别与二极管D1的负极、电容C2的一端、二极管D7的负极、电容C7的一端电性连接，电容C2的另一端分别与二极管D2的正极、二极管D3的负极、电容C4的一端电性连接，电容C4的另一端分别与二极管D4的正极、二极管D5的负极、电容C6的一端电性连接，电容C6的另一端分别与二极管D6、D7的正极、电容C7的另一端电性连接，二极管D6的负极分别与二极管D5的正极、电容C5的一端电性连接，电容C5的另一端分别与二极管D4的负极、二极管D3的正极、电容C3电性连接，电容C3的另一端分别与二极管D2的负极、二极管D1的正极、电容C1的一端电性连接，电容C1的另一端与线圈32的另一端电性连接。

在实施过程中，线圈32产生的微电压经过倍压电路341进行电压升压后输入到稳压电路342，稳压电路342将不稳定的直流电压变为稳定输出的直流电压，然后向储电电路343充电。其中，电源V1为线圈32感应生电；在倍压电路341中，电阻R1的阻值为100Ω，电容器C1、C2、C3、C4、C5、C6的电容均为33μF，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6的型号均为1N3064；在稳压电路342中，二极管D7的型号为1N4729A。

更具体的，所述储电电路343包括低压超级电容器3431，所述低压超级电容器3431与所述稳压电路342电性连接。

在实施过程中，低压超级电容器3431的容量大、反复充电寿命长；在储电电路343中，低压超级电容器3431的电容为1mF。

更具体的，所述永久磁体2为钕铁錋永磁体。

在实施过程中，钕铁錋永磁体具有优异的磁性能，性价比高，提高发电效果，节省生产成本。

更具体的，所述永久磁体2的直径与所述线圈32的直径相等。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微功率电源装置，其特征在于，包括机械设备(1)、永久磁体(2)和能量转换模块(3)；其中，

所述机械设备(1)包括旋转部件(11)，所述永久磁体(2)固定在所述旋转部件(11)上；

所述能量转换模块(3)包括外壳(31)、线圈(32)、铁芯(33)和电压稳定电路(34)；所述线圈(32)固定设置在所述外壳(31)的内壁，当所述永久磁体(2)随着所述旋转部件(11)转动到所述能量转换模块(3)下方时，所述线圈(32)与所述永久磁体(2)相正对；所述铁芯(33)设置在所述线圈(32)的中空位置，用于增加磁感应强度；所述线圈(32)与所述电压稳定电路(34)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述能量转换模块(3)还包括线盘(35)；所述线盘(35)与所述外壳(31)的内壁固定连接；所述线圈(32)缠绕在所述线盘(35)上；所述线盘(35)采用中空结构，所述铁芯(33)设置在所述线盘(35)的中空位置。

3.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，还包括固定支架(4)，所述机械设备(1)还包括非旋转部件(12)，所述外壳(31)的一端通过所述固定支架(4)与所述非旋转部件(12)固定连接，所述外壳(31)的另一端的内壁固定设置有所述线圈(32)。

4.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述永久磁体(2)有若干块，间隔均匀地固定在所述旋转部件(11)上。

5.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，当所述永久磁体(2)处于所述线圈(32)的正下方时，所述永久磁体(2)的顶部与所述线圈(32)的底部的距离不大于1mm。

6.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述线圈(32)为多匝圆形线圈或多匝方形线圈。

7.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述电压稳定电路(34)包括倍压电路(341)，稳压电路(342)和储电电路(343)；所述线圈(32)与所述倍压电路(341)电性连接；所述倍压电路(341)与所述稳压电路(342)电性连接；所述稳压电路(342)与所述储电电路(343)电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述储电电路(343)包括低压超级电容器(3431)，所述低压超级电容器(3431)与所述稳压电路(342)电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述永久磁体(2)为钕铁錋永磁体。

10.根据权利要求1所述的一种微功率电源装置，其特征在于，所述永久磁体(2)的直径与所述线圈(32)的直径相等。

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