[发明专利]一种振动自发电控制集成式电池

权利要求书

1.一种振动自发电控制集成式电池，其特征在于：由(10)标准电池壳体、(20)振动能量捕获与升压模块、(30)电池充电模块和(40)控制模块等四部分组成。所述(10)按标准电池尺寸设计，将所述(20)、(30)、(40)全部集成在内部，其外部电极与所述(30)的正负电极对应连接；所述(20)将环境中的振动机械能转化为电能；所述(30)接受所述(20)的电能并对电池充电；所述(40)负责振动能量捕获最大功率跟踪控制和电池充电控制。

2.所述(20)振动能量捕获与升压模块，其特征在于：包括(21)振动能量捕获单元、(22)Boost升压电路和(23)缓存电容等三个功能单元。所述(21)将可利用的振动或摆动机械能转化为电能，其捕获转换器件可采用静电式、压电式和永磁式三种之一，选择时应考虑环境特点以及对电池体积、转换效率的不同要求。所述(22)以直流Boost电路为基础，受所述(40)的最大功率点跟踪控制，用于解决所述(21)振动机械能随机性强、捕获能量不稳定、捕获电压数值较小等问题；所述(23)用于将所述(22)输出的间歇电能缓存在电容内，消除振动发电带来的波动因素。

3.所述(30)电池充电模块，其特征在于：包括(31)Buck-Boost充电电路、(32)防反/保护电路和(33)电池本体三个功能单元。所述(31)以直流Buck-Boost电路为基础电路，在所述(40)的充电调控下，为所述(33)充电；所述(33)一般采用充放电性能优异、能量密度较高、循环寿命较长、回收成本较低的锂离子电池或者磷酸铁锂电池，在充电过程中所述(33)为所述(40)提供电源，保证其中控制器持续可用；所述(32)加装在所述(31)和所述(33)之间，其核心器件为防反二极管和充电闭锁信号系统，防反二极管正极连接所述(31)输出端，负极连接所述(33)正极，防止电池过充电和电能回流，为充电电池提供保护。

4.所述(40)控制模块，其特征在于：包括(41)最大功率点跟踪控制器和(42)充电控制器两个功能单元。所述(41)对所述(22)施加控制信号，使所述(22)输出功率保持在最大值；所述(42)通过所述(23)和所述(33)的电压值对比判断，对所述(31)施加控制信号，随时保证所述(23)与所述(33)输入电压额定值一致，为电池提供稳定可靠的充电电源，达到振动式自发电的预期目标。