RU2804903C1 - Electrostatic microelectromechanical generator for charging a chemical current source - Google Patents

Electrostatic microelectromechanical generator for charging a chemical current source Download PDF

Info

Publication number
RU2804903C1
RU2804903C1 RU2022117455A RU2022117455A RU2804903C1 RU 2804903 C1 RU2804903 C1 RU 2804903C1 RU 2022117455 A RU2022117455 A RU 2022117455A RU 2022117455 A RU2022117455 A RU 2022117455A RU 2804903 C1 RU2804903 C1 RU 2804903C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
current source
electrode
cathode
anode
Prior art date
Application number
RU2022117455A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Павлович Драгунов
Родион Евгеньевич Синицкий
Дмитрий Иванович Остертак
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804903C1 publication Critical patent/RU2804903C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to microelectromechanical generators that convert the energy of mechanical vibrations into electrical energy and can be used to recharge a chemical current source. The electrostatic microelectromechanical generator for recharging the chemical current source comprises the first diode, the first variable capacitor connected by the first electrode to the cathode of the first diode, and by the second electrode connected to the negative pole of the voltage source. It also comprises a second diode connected by the anode to the positive pole of the voltage source, a second variable capacitor connected by the first electrode to the anode of the second diode and connected by the first electrode to the positive pole of the voltage source. It also comprises a third diode connected by a cathode to the second electrode of the second variable capacitor and the anode of the first diode, and connected by the anode to the cathode of the second diode. In addition, four diodes are introduced into it, forming a single-phase full-wave diode bridge, one polarly independent input terminal of which is connected to the cathode of the second diode and the anode of the third diode, and the other polarly independent input terminal of which is connected to the cathode of the first diode and the first electrode of the first variable capacitor. The positive output terminal of the diode bridge is connected to the positive pole of the chemical current source, and the negative output terminal is connected to the negative pole of the chemical current source.
EFFECT: design improvement that allows the generator to recharge the chemical current source throughout the entire power conversion cycle.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к микроэлектромеханическим генераторам, преобразующим энергию механических колебаний в электрическую энергию, и может быть использовано для подзаряда химического источника тока. The present invention relates to electrical engineering, in particular to microelectromechanical generators that convert the energy of mechanical vibrations into electrical energy, and can be used to recharge a chemical current source.

Известен электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока (Электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока [Текст]: пат. 2717333 С1 Рос. Федерация: МПК H02N 1/00 / Драгунов В.П., Синицкий Р.Е., Остертак Д.И.; заявитель и патентообладатель Новосибирск. гос. техн. унив. - №2019124154; заявл. 25.07.19; опубл. 23.03.20, Бюл. №9. - 8 с.: ил.). Катод первого диода соединен с постоянным конденсатором, катодом стабилитрона и первым переменным конденсатором, второй электрод первого переменного конденсатора подключен к отрицательному полюсу источника напряжения, анод второго диода соединен со вторым переменным конденсатором и подключен к положительному полюсу источника напряжения, катод второго диода подключен к положительному полюсу химического источника тока и соединен с анодом стабилитрона и вторым электродом постоянного конденсатора, анод третьего диода подключен к отрицательному полюсу химического источника тока, катод третьего диода соединен со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода.An electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source is known (Electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source [Text]: Pat. 2717333 C1 Russian Federation: IPC H02N 1/00 / Dragunov V.P., Sinitsky R.E., Ostertak D .I.; applicant and patent holder Novosibirsk State Technical University - No. 2019124154; application 07.25.19; publ. 03.23.20, Bulletin No. 9. - 8 p.: ill.). The cathode of the first diode is connected to the permanent capacitor, the cathode of the zener diode and the first variable capacitor, the second electrode of the first variable capacitor is connected to the negative pole of the voltage source, the anode of the second diode is connected to the second variable capacitor and connected to the positive pole of the voltage source, the cathode of the second diode is connected to the positive pole chemical current source and connected to the anode of the zener diode and the second electrode of the constant capacitor, the anode of the third diode is connected to the negative pole of the chemical current source, the cathode of the third diode is connected to the second electrode of the second variable capacitor and the anode of the first diode.

Однако в указанном устройстве подзаряд химического источника тока осуществляется только во время фазы разряда первого переменного конденсатора.However, in this device, recharging of the chemical current source is carried out only during the discharge phase of the first variable capacitor.

Кроме того, известен электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока (Электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока [Текст]: пат. 2692092 С1 Рос. Федерация: МПК H02N 1/00 / Драгунов В.П., Синицкий Р.Е., Остертак Д.И.; заявитель и патентообладатель Новосибирск. гос. техн. унив. - №2018100709; заявл. 10.01.18; опубл. 21.06.19, Бюл. №18. - 8 с.: ил.), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий три диода, два переменных конденсатора, один постоянный конденсатор, стабилитрон и источник напряжения. Катод первого диода соединен с постоянным конденсатором, катодом стабилитрона и первым переменным конденсатором, второй электрод первого переменного конденсатора подключен к отрицательному полюсу источника напряжения, анод второго диода соединен со вторым переменным конденсатором и подключен к положительному полюсу источника напряжения, катод второго диода подключен к отрицательному полюсу химического источника тока и соединен с анодом третьего диода, катод третьего диода соединен со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода, положительный полюс химического источника тока соединен с анодом стабилитрона и вторым электродом постоянного конденсатора.In addition, an electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source is known (Electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source [Text]: Pat. 2692092 C1 Russian Federation: IPC H02N 1/00 / Dragunov V.P., Sinitsky R.E. , Ostertak D.I.; applicant and patent holder Novosibirsk State Technical University - No. 2018100709; application 01.10.18; publ. 06.21.19, Bulletin No. 18. - 8 p.: ill.), which is a prototype of the invention and containing three diodes, two variable capacitors, one constant capacitor, a zener diode and a voltage source. The cathode of the first diode is connected to the permanent capacitor, the cathode of the zener diode and the first variable capacitor, the second electrode of the first variable capacitor is connected to the negative pole of the voltage source, the anode of the second diode is connected to the second variable capacitor and connected to the positive pole of the voltage source, the cathode of the second diode is connected to the negative pole chemical current source and connected to the anode of the third diode, the cathode of the third diode is connected to the second electrode of the second variable capacitor and the anode of the first diode, the positive pole of the chemical current source is connected to the anode of the zener diode and the second electrode of the permanent capacitor.

Однако в указанном устройстве подзаряд химического источника тока осуществляется только во время фазы разряда первого переменного конденсатора, а во время фазы заряда первого переменного конденсатора осуществляется разряд химического источника тока. However, in the said device, the chemical current source is recharged only during the discharge phase of the first variable capacitor, and during the charging phase of the first variable capacitor, the chemical current source is discharged.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является усовершенствование конструкции, позволяющее генератору осуществлять подзаряд химического источника тока на протяжении всего цикла преобразования энергии.The objective (technical result) of the proposed invention is to improve the design, allowing the generator to recharge a chemical current source throughout the entire energy conversion cycle.

Поставленная задача достигается тем, что в известный электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока, содержащий постоянный конденсатор, первый диод, первый переменный конденсатор, соединенный с катодом первого диода и постоянным конденсатором, а вторым электродом подключенный к отрицательному полюсу источника напряжения, второй диод, подключенный анодом к положительному полюсу источника напряжения, а катодом подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, второй переменный конденсатор, соединенный с анодом второго диода и подключенный к положительному полюсу источника напряжения, третий диод, соединенный катодом со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода, а анодом соединенный с катодом второго диода и подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, стабилитрон, соединенный катодом с первым переменным конденсатором, катодом первого диода и постоянным конденсатором, а анодом соединенный со вторым выводом постоянного конденсатора и подключенный к положительному полюсу химического источника тока введены четыре диода, образующие однофазный двухполупериодный диодный мост, к выходным выводам которого подключен химический источник тока; а также отсутствует накопительный конденсатор и стабилитрон.This task is achieved by the fact that in a known electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source, containing a constant capacitor, a first diode, a first variable capacitor connected to the cathode of the first diode and a constant capacitor, and a second electrode connected to the negative pole of the voltage source, a second diode, connected by the anode to the positive pole of the voltage source, and by the cathode connected to the negative pole of the chemical current source, a second variable capacitor connected to the anode of the second diode and connected to the positive pole of the voltage source, a third diode connected by the cathode to the second electrode of the second variable capacitor and the anode of the first diode , and the anode connected to the cathode of the second diode and connected to the negative pole of the chemical current source, a zener diode connected by the cathode to the first variable capacitor, the cathode of the first diode and a constant capacitor, and the anode connected to the second terminal of the constant capacitor and connected to the positive pole of the chemical current source are introduced four diodes forming a single-phase full-wave diode bridge, to the output terminals of which a chemical current source is connected; and there is also no storage capacitor and zener diode.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого электростатического микроэлектромеханического генератора для подзаряда химического источника тока.The drawing shows a schematic electrical diagram of the proposed electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source.

Предлагаемый генератор содержит диоды 1-7 и переменные конденсаторы 8, 9. Катод диода 1 соединен с катодом диода 5, анодом диода 6 и переменным конденсатором 8, второй электрод переменного конденсатора 8 подключен к отрицательному полюсу источника напряжения, анод диода 2 и переменный конденсатор 9 подключены к положительному полюсу источника напряжения, катод диода 2 соединен с анодами диодов 3 и 4 и катодом диода 7, аноды диодов 5 и 7 подключены к отрицательному полюсу химического источника тока, а катоды диодов 4 и 6 подключены к положительному полюсу химического источника тока, катод диода 3 соединен со вторым электродом переменного конденсатора 9 и анодом диода 1.The proposed generator contains diodes 1-7 and variable capacitors 8, 9. The cathode of diode 1 is connected to the cathode of diode 5, the anode of diode 6 and variable capacitor 8, the second electrode of variable capacitor 8 is connected to the negative pole of the voltage source, the anode of diode 2 and variable capacitor 9 connected to the positive pole of the voltage source, the cathode of diode 2 is connected to the anodes of diodes 3 and 4 and the cathode of diode 7, the anodes of diodes 5 and 7 are connected to the negative pole of the chemical current source, and the cathodes of diodes 4 and 6 are connected to the positive pole of the chemical current source, cathode diode 3 is connected to the second electrode of the variable capacitor 9 and the anode of diode 1.

Предлагаемый генератор работает следующим образом. Под действием внешних механических колебаний емкость переменных конденсаторов 8 и 9 изменяется в противофазе. При увеличении емкости переменного конденсатора 8 (уменьшении емкости переменного конденсатора 9) через диоды 1, 2, 4 и 5 течет ток, создаваемый источником напряжения, и химический источник тока подзаряжается. При уменьшении емкости переменного конденсатора 8 (увеличении емкости переменного конденсатора 9) переменный конденсатор 8 разряжается через химический источник тока (течет ток подзаряда через диоды 6, 7 и 3). Под действием внешней механической силы процесс преобразования энергии и подзаряда химического источника тока повторяется. The proposed generator works as follows. Under the influence of external mechanical vibrations, the capacitance of variable capacitors 8 and 9 changes in antiphase. When the capacitance of the variable capacitor 8 increases (the capacitance of the variable capacitor 9 decreases), the current generated by the voltage source flows through diodes 1, 2, 4 and 5, and the chemical current source is recharged. When the capacitance of the variable capacitor 8 decreases (the capacitance of the variable capacitor 9 increases), the variable capacitor 8 is discharged through a chemical current source (a charging current flows through diodes 6, 7 and 3). Under the influence of an external mechanical force, the process of energy conversion and recharging of the chemical current source is repeated.

Таким образом, за счет усовершенствования конструкции, предлагаемый электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока позволяет осуществлять подзаряд химического источника тока на протяжении всего цикла преобразования энергии как во время фазы заряда первого переменного конденсатора, так и во время фазы его разряда. При этом отсутствие постоянного конденсатора исключает необходимость использования стабилитрона.Thus, by improving the design, the proposed electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source allows recharging the chemical current source throughout the entire energy conversion cycle, both during the charging phase of the first variable capacitor and during its discharge phase. Moreover, the absence of a permanent capacitor eliminates the need to use a zener diode.

Claims (1)

Электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока, содержащий первый диод, первый переменный конденсатор, соединенный первым электродом с катодом первого диода, а вторым электродом подключенный к отрицательному полюсу источника напряжения, второй диод, подключенный анодом к положительному полюсу источника напряжения, второй переменный конденсатор, соединенный первым электродом с анодом второго диода и подключенный первым электродом к положительному полюсу источника напряжения, третий диод, соединенный катодом со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода, а анодом соединенный с катодом второго диода, отличающийся тем, что в него введены четыре диода, образующие однофазный двухполупериодный диодный мост, один полярно независимый входной вывод которого соединен с катодом второго диода и анодом третьего диода, а другой полярно независимый входной вывод которого соединен с катодом первого диода и первым электродом первого переменного конденсатора, положительный выходной вывод диодного моста подключен к положительному полюсу химического источника тока, а отрицательный выходной вывод подключен к отрицательному полюсу химического источника тока.An electrostatic microelectromechanical generator for recharging a chemical current source, containing a first diode, a first variable capacitor connected by a first electrode to the cathode of the first diode, and a second electrode connected to the negative pole of the voltage source, a second diode connected by the anode to the positive pole of the voltage source, a second variable capacitor, connected by the first electrode to the anode of the second diode and connected by the first electrode to the positive pole of the voltage source, a third diode connected by the cathode to the second electrode of the second variable capacitor and the anode of the first diode, and by the anode connected to the cathode of the second diode, characterized in that four diodes are inserted into it , forming a single-phase full-wave diode bridge, one polarly independent input terminal of which is connected to the cathode of the second diode and the anode of the third diode, and the other polarly independent input terminal of which is connected to the cathode of the first diode and the first electrode of the first variable capacitor, the positive output terminal of the diode bridge is connected to the positive terminal of the chemical current source, and the negative output terminal is connected to the negative pole of the chemical current source.
RU2022117455A 2022-06-28 Electrostatic microelectromechanical generator for charging a chemical current source RU2804903C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804903C1 true RU2804903C1 (en) 2023-10-09

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202634316U (en) * 2012-06-04 2012-12-26 国网电力科学研究院 Energy taking device based on capacitive voltage divider
RU2528430C2 (en) * 2013-01-15 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Electrostatic microelectromechanical generator for additional charging of chemical current source
RU2692092C1 (en) * 2018-01-10 2019-06-21 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2716813C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-17 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2717333C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202634316U (en) * 2012-06-04 2012-12-26 国网电力科学研究院 Energy taking device based on capacitive voltage divider
RU2528430C2 (en) * 2013-01-15 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Electrostatic microelectromechanical generator for additional charging of chemical current source
RU2692092C1 (en) * 2018-01-10 2019-06-21 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2716813C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-17 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2717333C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011129749A (en) VOLTAGE BALANCING DEVICE FOR ACCUMULATOR BATTERY SYSTEM
CN108768176B (en) Three-level Boost circuit and inverter system
RU2804903C1 (en) Electrostatic microelectromechanical generator for charging a chemical current source
Lee et al. A new unity-gain 5-level active neutral-point-clamped (UG-5L-ANPC) inverter
RU2692092C1 (en) Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2774299C1 (en) Electrostatic microelectromechanical generator for charging a chemical current source
KR101973277B1 (en) Damper and an electrical energy converting device using the same
JP6618184B2 (en) High voltage generator
RU2717333C1 (en) Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
RU2702981C1 (en) Electrostatic microelectromechanical generator for chemical current source charging
CN114629368A (en) Nine level dc-to-ac converter of switched capacitor high gain
de Queiroz Electrostatic generators for vibrational energy harvesting
Huq et al. Comprehensive comparative analysis of piezoelectric energy harvesting circuits for battery charging applications
de Queiroz Electrostatic energy harvesting without active control circuits
RU2549164C2 (en) Storage capacitor charge arrangement
CN216794972U (en) Switching circuit of low-voltage power supply
SU837704A1 (en) Pulse generator for electroerosion working
CN217469498U (en) High-voltage capacitor charging power supply
SU707745A1 (en) Pulse generator for electro-erosion working
RU2040844C1 (en) Device having no transformer for forced charging of storage battery by asymmetric current
RU2001128545A (en) METHOD FOR CHARGING A CAPACITIVE STORAGE OF ELECTRIC ENERGY AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS)
Padmanabhan Nine-level Inverter based Solar Power Generation for Micro Grid Application
RU2035830C1 (en) Converter
SU813637A1 (en) Thyristorized unipolar current pulse generator
SU760302A1 (en) Device for charging storage battery with asymmetric current