RU146462U1 - AUTONOMOUS CHARGER - Google Patents

AUTONOMOUS CHARGER Download PDF

Info

Publication number
RU146462U1
RU146462U1 RU2014113104/07U RU2014113104U RU146462U1 RU 146462 U1 RU146462 U1 RU 146462U1 RU 2014113104/07 U RU2014113104/07 U RU 2014113104/07U RU 2014113104 U RU2014113104 U RU 2014113104U RU 146462 U1 RU146462 U1 RU 146462U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
providing
comparator
voltage
effect transistor
Prior art date
Application number
RU2014113104/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Васильевич Севостьянов
Родион Георгиевич Любченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС)
Priority to RU2014113104/07U priority Critical patent/RU146462U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU146462U1 publication Critical patent/RU146462U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Автономное зарядное устройство, состоящее из преобразователя энергии магнитного поля в электрическую энергию, основанного на катушке индуктивности и постоянном магните, диодного моста, накопительного конденсатора, сравнивающего элемента, построенного на основе компаратора и полевого транзистора и заряжаемой батареи, отличающееся тем, что в схему включены: катушка индуктивности, обеспечивающая несинусоидальное переменное напряжение в катушке и зарядку конденсатора, диод Шоттки, исключающий разрядку конденсатора, компаратор, обеспечивающий сравнение напряжений на конденсаторе и на батарее, полевой транзистор, обеспечивающий функцию ключа при превышении напряжения на конденсаторе.A stand-alone charger, consisting of a magnetic field to electric energy converter based on an inductor and a permanent magnet, a diode bridge, a storage capacitor, a comparing element built on the basis of a comparator and a field effect transistor and a rechargeable battery, characterized in that the circuit includes: inductor providing a non-sinusoidal alternating voltage in the coil and charging the capacitor, Schottky diode, excluding the discharge of the capacitor, a comparator, providing comparing voltages on the capacitor and on the battery, a field effect transistor providing the function of the switch when the voltage on the capacitor is exceeded.

Description

Предлагаемое техническое устройство предназначено для автономной подзарядки аккумуляторных батарей мобильных электронных устройств. Устройство разработано на основе использования явления электромагнитной индукции.The proposed technical device is intended for autonomous recharging batteries of mobile electronic devices. The device is designed using the phenomenon of electromagnetic induction.

Структурная схема подзарядки аккумуляторных батарей (фиг. 1) состоит из зарядного устройства 1 и аккумуляторной батареи 8. Зарядное устройство состоит из преобразователя 2 механической энергии в электродвижущую силу, преобразователя знакопеременной ЭДС в ЭДС постоянной полярности 3, элемента развязки 4, накопительного элемента 5, сравнивающего элемента 6, и индикатора 7.The block diagram of the recharging of the batteries (Fig. 1) consists of a charger 1 and a battery 8. The charger consists of a converter 2 of mechanical energy to electromotive force, a converter of alternating EMF to EMF of constant polarity 3, isolation element 4, storage element 5, comparing element 6, and indicator 7.

На данный момент существуют некоторые аналоги данного устройства. Устройство Soldius 1 позволяет заряжать аккумуляторные батареи от солнечной энергии. При отсутствии солнечного света работа зарядного устройства невозможна, данный недостаток исключается предложенным изобретением. Работа не зависит от солнечной энергии, которая вырабатывается с помощью механических колебаний.At the moment, there are some analogues of this device. The Soldius 1 device allows you to charge batteries from solar energy. In the absence of sunlight, the operation of the charger is impossible, this disadvantage is eliminated by the proposed invention. The work does not depend on solar energy, which is generated by mechanical vibrations.

Существует устройство Portable Cell Phone Charger, работа которого основана по принципу динамо-машины. Для заряда необходимо постоянно вращать ручку устройства. В предложенном нами устройстве не надо делать вынужденных колебаний для выработки электроэнергии, заряд будет происходить при ходьбе.There is a Portable Cell Phone Charger device, the operation of which is based on the principle of a dynamo machine. To charge, you must constantly rotate the handle of the device. In the device proposed by us, one does not have to make forced vibrations to generate electricity, the charge will occur when walking.

Основная часть преобразователя (фиг. 2) - катушка индуктивности. В качестве обмотки 5 катушки была использована медная проволока диаметром 0.12 мм. Роль каркаса выполняет полый диамагнитный диэлектрический цилиндр 1, на который было намотано 3000 витков в одном направлении.The main part of the converter (Fig. 2) is an inductor. A copper wire with a diameter of 0.12 mm was used as winding 5 of the coil. The role of the frame is performed by a hollow diamagnetic dielectric cylinder 1, on which 3,000 turns in one direction were wound.

Внутрь цилиндра помещен сплошной цилиндрический постоянный магнит 2 диаметром 15 мм, размер которого обеспечивает гарантированный зазор Δd между ним и стенками цилиндра.A continuous cylindrical permanent magnet 2 with a diameter of 15 mm is placed inside the cylinder, the size of which provides a guaranteed gap Δd between it and the cylinder walls.

За длину обмотки катушки взята длина в 4-5 раз превышающая длину hм магнита. Обмотка намотана не полностью на всю длину цилиндра. От краев сделаны отступы размером, сравнимым с длиной магнита. Торцы цилиндра заткнуты пробковыми заглушками 3, в которых проделаны небольшие отверстия для свободного перемещения магнита в полости цилиндра. Для смягчения соударений к внутренним сторонам заглушек приклеены тонкие поролоновые подкладки.The length of the coil winding is taken to be 4-5 times the length h m of the magnet. The winding is not fully wound over the entire length of the cylinder. Indents are made from the edges with a size comparable to the length of the magnet. The ends of the cylinder are plugged with cork plugs 3, in which small holes are made for the free movement of the magnet in the cavity of the cylinder. To soften the collisions, thin foam paddings are glued to the inside of the caps.

Электрическая принципиальная схема (фиг. 3) включает источник ЭДС, в качестве которого выступает электромагнитный преобразователь 2, диодный мост VD1-VD4, развязывающий диод Шоттки VD5, накопительный конденсатор C1, компаратор VD1, полевой транзистор VD1 и батарею GB1. К входам компаратора в ветви включены операционные усилители D2, D3 с нагрузкой в цепи обратной связи R1-R4.The electrical circuit diagram (Fig. 3) includes an EMF source, which is an electromagnetic converter 2, a diode bridge VD1-VD4, a decoupling Schottky diode VD5, a storage capacitor C1, a comparator VD1, a field effect transistor VD1 and a battery GB1. Operational amplifiers D2, D3 with a load in the feedback circuit R1-R4 are connected to the comparator inputs in the branch.

Основным элементом электрической принципиальной схемы (фиг. 3) является преобразователь механической энергии в электродвижущую силу, состоящий из катушки индуктивности, намотанной на цилиндрический каркас, и постоянного магнита, свободно перемещающегося в полости этого каркаса. При пересечении магнитными силовыми линиями постоянного магнита витков обмотки в катушке наводится ЭДС индукции.The main element of the electrical circuit diagram (Fig. 3) is a converter of mechanical energy into electromotive force, consisting of an inductor wound on a cylindrical frame, and a permanent magnet that moves freely in the cavity of this frame. When the magnetic lines of the permanent magnet cross the windings in the coil, induction EMF is induced.

Форма наводимой ЭДС индукции (фиг. 4) несинусоидальная и знакопеременная. Размах ЭДС зависит от конструкции преобразователя и скорости движения магнита в преобразователе. Диодный мост VD1-VD4 из знакопеременной ЭДС формирует напряжение (фиг. 5).The shape of the induced EMF induction (Fig. 4) is non-sinusoidal and alternating. The magnitude of the EMF depends on the design of the converter and the speed of the magnet in the converter. The diode bridge VD1-VD4 of alternating emf generates voltage (Fig. 5).

Полученное пульсирующее напряжение заряжает конденсатор C1 до амплитудного значения (фиг. 6).The resulting ripple voltage charges the capacitor C1 to an amplitude value (FIG. 6).

Для исключения разрядки конденсатора C1 на выпрямительный диодный мост в схему добавлен диод Шоттки VD1. Для сравнения уровня напряжения на конденсаторе C1 и аккумуляторной батарее GB1 в схеме реализовано сравнивающее устройство на основе компаратора DA3. На входы компаратора подается напряжение с конденсатора и напряжение с аккумулятора. Между компаратором и аккумуляторной батареей включен полевой транзистор VT2, который работает как ключ. В нормальном состоянии, когда в конденсаторе отсутствует напряжение и напряжение аккумуляторной батареи больше напряжения конденсатора, полевой транзистор заперт, так как на затвор подается напряжение отрицательной полярности, ток стока отсутствует. Если напряжение на конденсаторе превышает напряжение на батарее, то на затвор полевого транзистора подается напряжение положительной полярности, и он отпирается, батарея начинает заражаться. К входам компаратора подключены операционные усилители с одинаково подобранными параметрами и коэффициентом усиления k<1.To eliminate the discharge of capacitor C1 to the rectifier diode bridge, a Schottky diode VD1 was added to the circuit. To compare the voltage level on the capacitor C1 and the battery GB1, a comparison device based on the DA3 comparator is implemented in the circuit. The voltage from the capacitor and the voltage from the battery are applied to the inputs of the comparator. Between the comparator and the battery, a VT2 field effect transistor is included, which works like a key. In the normal state, when there is no voltage in the capacitor and the battery voltage is greater than the capacitor voltage, the field-effect transistor is locked, since a negative voltage is applied to the gate, there is no drain current. If the voltage on the capacitor exceeds the voltage on the battery, then a positive polarity voltage is applied to the gate of the field-effect transistor, and it unlocks, the battery begins to become infected. Operational amplifiers with the same parameters and gain k <1 are connected to the inputs of the comparator.

На фигуре 7 представлена печатная плата для разработанного устройства.The figure 7 presents the printed circuit board for the developed device.

Claims (1)

Автономное зарядное устройство, состоящее из преобразователя энергии магнитного поля в электрическую энергию, основанного на катушке индуктивности и постоянном магните, диодного моста, накопительного конденсатора, сравнивающего элемента, построенного на основе компаратора и полевого транзистора и заряжаемой батареи, отличающееся тем, что в схему включены: катушка индуктивности, обеспечивающая несинусоидальное переменное напряжение в катушке и зарядку конденсатора, диод Шоттки, исключающий разрядку конденсатора, компаратор, обеспечивающий сравнение напряжений на конденсаторе и на батарее, полевой транзистор, обеспечивающий функцию ключа при превышении напряжения на конденсаторе.
Figure 00000001
A stand-alone charger, consisting of a magnetic field to electric energy converter based on an inductor and a permanent magnet, a diode bridge, a storage capacitor, a comparing element built on the basis of a comparator and a field effect transistor and a rechargeable battery, characterized in that the circuit includes: inductor providing a non-sinusoidal alternating voltage in the coil and charging the capacitor, Schottky diode, excluding the discharge of the capacitor, a comparator, providing comparing voltages on the capacitor and on the battery, a field effect transistor providing the function of the switch when the voltage on the capacitor is exceeded.
Figure 00000001
RU2014113104/07U 2014-04-03 2014-04-03 AUTONOMOUS CHARGER RU146462U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113104/07U RU146462U1 (en) 2014-04-03 2014-04-03 AUTONOMOUS CHARGER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113104/07U RU146462U1 (en) 2014-04-03 2014-04-03 AUTONOMOUS CHARGER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU146462U1 true RU146462U1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53383642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014113104/07U RU146462U1 (en) 2014-04-03 2014-04-03 AUTONOMOUS CHARGER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU146462U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3062418A3 (en) Battery wireless charging system
JP2012085514A5 (en)
JP2013021906A5 (en) Charger, contactless power supply system
EP2117098A3 (en) Energy storage system
EP2814158A3 (en) Power supply
EP2996242A3 (en) Drive circuit for a permanent magnetic motor
RU146462U1 (en) AUTONOMOUS CHARGER
CN103956879A (en) Energy-saving and environment-friendly mechanical energy battery
CN203456883U (en) Hand-operated charging mobile phone
WO2006066517A1 (en) Equipment charging device using charging unit for mobile phones and or cells
Huq et al. Comprehensive comparative analysis of piezoelectric energy harvesting circuits for battery charging applications
MY174561A (en) Electrical energy storage device with damping function
CN202474982U (en) Wireless charger for mobile device
CN105047053B (en) Lenz&#39;s law demonstrator
PH12019501465A1 (en) Power generation device
US20130328390A1 (en) Capacitive transformer
CN204354688U (en) Self power generation erasing rubber
RU117748U1 (en) CAPACITY STORAGE CHARGING DEVICE
RU2549164C2 (en) Storage capacitor charge arrangement
RU2010120995A (en) METHOD AND DEVICE FOR TRANSFER OF ELECTRIC ENERGY TO DISTANCE WITHOUT METAL WIRES
UA117122U (en) BATTERY CHARGER DEVICE
KR20080063935A (en) Charging generator using spring elasticity
WO2014173954A3 (en) Ac/dc converter for controlling a synchronous generator with permanent magnets
MY166324A (en) Battery charging apparatus and battery charging method
CN103633708A (en) Inner-loop power generator and electric car

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160404