[实用新型]一种基于机械振动的电能变换电路

说明书

本实用新型涉及一种基于机械振动的电能变换电路，所述振动梁置于正、负电极之间，正、负电极上施加待变换的直流电或交流电，振动梁在静电力和弹性恢复力的共同驱动下产生周期性机械振动，并在此过程中与正、负电极反复交替接触，振动梁根部可输出频率可调的交流电。本实用新型采用机械元件而非传统电子元件对电能进行逆变和调频处理，其电路结构简洁、重量较轻、控制策略简单，易于推广应用，尤其是用于微型电力电子设备中。

技术领域

本实用新型涉及一种将直流电转换成交流电，或者调节交流电频率的电能变换电路，特别涉及一种采用机械元件、基于机械振动的电能变换电路。

背景技术

近年来，微型电力电子设备的尺寸越来越小，而尺寸的减小也使电能变换的难度越来越大。现有电能变换技术，主要是通过两种方式来提供一定频率和幅值的交流电，一种是将输电网中的交流电进行变压(变压器)和调频(变频器)，从而对特定的设备进行供能；另一种是利用逆变器将直流电转化为交流电，并且能够实现转化后的交流电频率和幅值可调。

对于微型电力电子设备，上述的逆变器、变压器、调频器的结构复杂、重量很大，很难微型化，这是阻碍微型设备进一步发展的关键问题。因此，需要研究基于新原理的电能变换技术，以此大幅降低上述电能变换装置的尺寸和重量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有电能变换技术的缺陷，提供一种满足微型移动设备对交流电供能需求的基于机械振动的电能变换电路。

本实用新型的技术方案是：一种基于机械振动的电能变换电路，包括正电极、负电极、振动梁和固定板，其中，所述振动梁的一端为固定端，其固定在所述固定板上，所述振动梁的另一端为自由端，其悬空并置于所述正电极与所述负电极之间；振动梁的固定端连接有电能输出端口，正、负电极上施加待变换的直流电或交流电，振动梁在静电力和弹性恢复力的共同驱动下产生周期性机械振动，并在此过程中与正、负电极反复交替接触，振动梁根部可输出频率可调的交流电。

进一步地，所述输入电能为直流电或交流电。

进一步地，所述输入电能为直流电或交流电时，振动梁的固有频率、输入直流或交流电压幅值的大小以及正、负电极之间的间距可调。

进一步地，所述输入电能为直流电时，所述电能变换电路可作为直流-交流逆变电路使用。

进一步地，所述输入电能为交流电时，所述电能变换电路可作为交流-交流调频电路使用。

进一步地，所述振动梁的数量可以为一根或者多根。

进一步地，所述振动梁的数量为多根时且其固有频率不同，可同时在一组正、负电极之间振动，从而输出包含多种频率成分的交流电。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型采用机械元件而非传统电子元件对电能进行逆变和调频处理，其电路结构简洁、重量较轻、控制策略简单，易于推广应用，尤其是用于微型电力电子设备中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电路示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。