[发明专利]一种基于压电效应的能量回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及压电技术领域，特别涉及一种基于压电效应的能量回收装置。

背景技术

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变；当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。

现实中一些晶体就存在这种压电效应，这类晶体在收到挤压或拉伸的时候，两端就会产生种类不同的电荷。具有这种性质的晶体被称为压电晶体，例如水晶（α-石英）就是一种较常见的压电晶体。

由此不难想见，利用压电晶体的上述性质，能够在一些应用场景下，利用较为简便的手段将机械能转化为电能，以便实现某些特别的用途。并且当前阶段，能源问题一直是世界各国广泛关注的一项重大问题。如果能够利用压电晶体实现将某些多余的机械能转变成电能回收利用，必将具有非常重要的实际意义。比如将汽车或其他机械设备的震动利用压电晶体“收集”起来，将震动带来的机械能转变成电能重新利用。

现阶段所研究的压电发电装置大多属于人力发电机。其中较成熟的一种应用为“压电发电鞋”。这种发电装置的发电功率可满足野外军事行动中通信联络和无线电跟踪电子装置的使用需求。压电发电鞋的原理就是把发电装置植入鞋底，通过走路时脚对鞋底的冲击使压电陶瓷变形而产生电流。该压电鞋在标准体重和标准步幅下能够产生250mW的能量。

但是这种发电鞋实际上仅仅是一种人力发电的装置，同样的现阶段对于压电晶体的利用大多数也局限于类似人力发电的思路。由于人的重力或力量有限，踩踏发电鞋的频率也较低，所以类似的人力发电装置只能产生很少的电能，且输出不稳定，不便作为稳定电源来使用。而且此类人力发电装置并没有实现有效的利用某些多余的机械能，达到能量回收使用的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于压电效应的能量回收装置，所述装置利用发动机悬置所传递的震动带来的机械能来产生大量稳定的电能。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种基于压电效应的能量回收装置，所述装置包括：

固定模块，用于将压电模块固定在悬置装置上；

压电模块，用于将悬置装置传递的机械能转换为电能；

稳压整流模块，用于将压电模块生成的电能进行稳压整流处理。

所述压电模块包括压电元件，具体为：

压电元件，用于承受悬置装置所传递的震动机械能，并根据压电效应将震动机械能转换为电能。

所述压电元件呈环形。

所述压电模块还包括：

保护罩，用于覆盖并保护压电元件。

所述保护罩呈圆锥形，内部设有空腔，空腔与所述压电元件的形状尺寸相匹配，压电元件放置在空腔中；保护罩还设有一个使得所述空腔与外界连通的通孔。

所述稳压整流模块通过所述通孔与压电元件连接。

所述稳压整流模块包括稳压整流电路，用于对电能进行稳压处理并生成持续的稳压电流。

所述稳压电路包括变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和直流-直流变换器，具体为：

第一二极管的阴极连接第一电容的第一端，第一电容的第二端连接第二电容的第一端，第二电容的第二端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接第一二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第一二极管的阴极，第三二极管的阳极连接第二二极管的阳极，第三二极管的阴极和阳极同时连接直流-直流变换器；变压器一侧的一端连接第一二极管的阳极，另一端连接第一电容的第二端；变压器另一侧连接压电模块。

所述直流-直流变换器连接电瓶，利用经过稳压电路后的稳压电流为电瓶充电。

通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是，利用所述固定模块将压电模块固定在悬置装置上，使得压电模块承受悬置装置上由于震动带来的机械能并产生电能，在利用稳压模块将该电能转化成稳定持续的电流提供；所述能量回收装置产生的电能充足而且持久稳定，能够作为常规的电源进行使用；并且所述装置将多余的机械能重新转化为可被利用的电能，实现了能量回收、节约能源的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。