[发明专利]发电机能量管理装置及发电系统

权利要求书

1.一种发电机能量管理装置，用于对发电机产生的电能进行管理，其特征在于，所述发电机能量管理装置包括：

整流电路，被配置成对来自所述发电机的输入进行整流；

稳压电路，被配置成将整流电路的输出转化为降压稳流输出；

第一电池(BT2)，被配置成存储电能以及向用电器供电；

电压比较及充电电路，被配置成比较所述第一电池(BT2)的电压与参考电压，当所述第一电池(BT2)的电压低于所述参考电压时利用所述稳压电路的输出对所述第一电池(BT2)进行充电；以及

备用供电电路，该备用供电电路包括第二电池(BT3)，被配置成当与该备用供电电路耦接的所述第一电池(BT2)的电压小于或等于预定值时，中断所述第一电池(BT2)与所述用电器的连接，以及将所述第二电池(BT3)的电能提供给所述用电器；

所述稳压电路包括耦接的第一晶体管(Q1)和齐纳二极管(D5)，其中所述第一晶体管(Q1)的集电极连接所述整流电路的输出、基极连接所述齐纳二极管(D5)的负极以及发射极经由第三电阻(R6)连接所述齐纳二极管(D5)的正极；

所述稳压电路还包括第二电阻(R5)和第二晶体管(Q2)，该第二电阻(R5)串联在所述第二晶体管(Q2)的基极和发射极之间，所述第二晶体管(Q2)的集电极连接所述第一晶体管(Q1)的发射极、基极连接所述齐纳二极管(D5)的负极以及发射极连接所述第一晶体管(Q1)的基极。

2.根据权利要求1所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述整流电路包括整流桥和串联在该整流桥直流负极输出端和所述整流电路负极输出端之间的并联的第一电阻(R2)和电感(L1)。

3.根据权利要求1所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述第一电池(BT2)通过所述备用供电电路向所述用电器供电，以及所述备用供电电路包括：第三晶体管(Q9)，设置于所述第一电池(BT2)和所述用电器之间，被配置成导通时将所述第一电池(BT2)的电能传递到所述用电器；第四晶体管(Q8)设置于所述第二电池(BT3)和所述用电器之间，被配置成导通时将所述第二电池(BT3)的电能传递到所述用电器；以及控制晶体管(Q7)，被配置成根据所述第一电池(BT2)的电压控制所述第三晶体管(Q9)和所述第四晶体管(Q8)的导通/截止状态。

4.根据权利要求3所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述控制晶体管(Q7)的集电极连接所述第三晶体管(Q9)和所述第四晶体管(Q8)的基极，以及所述第三晶体管(Q9)和所述第四晶体管(Q8)极性相反。

5.根据权利要求4所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述第一电池(BT2)的正极和地之间串联第四电阻(R20)和第五电阻(R21)，所述控制晶体管(Q7)的基极连接在所述第四电阻(R20)和所述第五电阻(R21)之间，所述控制晶体管(Q7)的发射极接地，其中，当所述第一电池(BT2)的电压小于或等于所述预定值时，所述控制晶体管(Q7)截止。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的发电机能量管理装置，其特征在于，当所述控制晶体管(Q7)截止时，所述第三晶体管(Q9)截止，以及所述第四晶体管(Q8)导通；以及当所述控制晶体管(Q7)导通时，所述第三晶体管(Q9)导通，以及所述第四晶体管(Q8)截止。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述发电机能量管理装置还包括耦接在所述发电机和所述整流电路之间的降压式变压器。

8.根据权利要求7所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述发电机为摩擦纳米发电机。

9.根据权利要求1所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述整流电路包括整流桥和并联在该整流桥两个直流输出端之间的至少一个电容。

10.根据权利要求9所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述至少一个电容的电容范围为1pF-100uF。

11.根据权利要求1-5、9、10中任一项所述的发电机能量管理装置，其特征在于，所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(Q2)的耐压为20V-600V。

12.一种发电系统，其特征在于，该发电系统包括发电机以及根据权利要求1-7、9-11之一所述的发电机能量管理装置。

13.根据权利要求12所述的发电系统，其特征在于，所述发电机为摩擦纳米发电机。