электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока

Формула изобретения

Электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока, содержащий постоянный конденсатор, первый диод, первый переменный конденсатор, соединенный с катодом первого диода и постоянным конденсатором, второй диод, соединенный анодом со вторым электродом первого переменного конденсатора, а катодом подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, второй переменный конденсатор, соединенный с анодом второго диода и вторым электродом первого переменного конденсатора, 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, отличающийся тем, что в него введен стабилитрон, соединенный катодом с первым переменным конденсатором, катодом первого диода и постоянным конденсатором, а анодом соединенный с постоянным конденсатором, при этом положительный полюс химического источника тока подключен непосредственно к постоянному конденсатору и аноду стабилитрона.

Описание изобретения к патенту

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.

Известен электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока, содержащий три диода и два переменных конденсатора (de Queiroz A.C.M. Electrostatic vibrational energy harvesting using a variation of Bennet's doubler // Circuits and systems: Proc. / 53rd IEEE International Midwest Symposium on, Seattle, WA, Aug. 1-4, 2010.-Seattle, 2010. - P. 404-407). Катод первого диода подключен к положительному полюсу химического источника тока и соединен с первым переменным конденсатором, второй электрод первого переменного конденсатора соединен с анодом второго диода и вторым переменным конденсатором, 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.

Однако в указанном устройстве ток подзаряда ограничен напряжением химического источника тока.

Кроме того, известен электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока (de Queiroz A.C.M., Domingues M. Electrostatic energy harvesting using doublers of electricity// Circuits and systems: Proc. / 54th IEEE International Midwest Symposium on, Seoul, Korea, Aug. 7-10, 2011. - Seoul, 2011. - P. 1-4), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий три диода, электронный ключ, один постоянный конденсатор и два переменных конденсатора. Катод первого диода соединен с постоянным конденсатором, первым переменным конденсатором и электронным ключом, второй электрод электронного ключа подключен к положительному полюсу химического источника тока, второй электрод первого переменного конденсатора соединен с анодом второго диода и вторым переменным конденсатором, катод второго диода соединен со вторым электродом постоянного конденсатора, анодом третьего диода и подключен к отрицательному полюсу химического источника тока, катод третьего диода соединен со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода.

Однако указанный электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока содержит электронный ключ, который требует применения дополнительной схемы управления, что усложняет конструкцию.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции генератора.

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, второй диод, соединенный анодом со вторым электродом первого переменного конденсатора, а катодом подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, второй переменный конденсатор, соединенный с анодом второго диода и вторым электродом первого переменного конденсатора, 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, введен стабилитрон, соединенный катодом с первым переменным конденсатором, катодом первого диода и постоянным конденсатором, а анодом соединенный с постоянным конденсатором, при этом положительный полюс химического источника тока подключен непосредственно к постоянному конденсатору и аноду стабилитрона.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора.

Предлагаемый генератор содержит диоды 1-3; переменные конденсаторы 4, 5; стабилитрон 6 и постоянный конденсатор 7. Катод диода 1 соединен с катодом стабилитрона 6, постоянным конденсатором 7 и переменным конденсатором 4, второй электрод переменного конденсатора 4 соединен с анодом диода 2 и переменным конденсатором 5, катод диода 2 подключен к отрицательному полюсу химического источника тока и соединен с анодом диода 3, катод диода 3 соединен со вторым электродом переменного конденсатора 5 и анодом диода 1, второй электрод постоянного конденсатора 7 соединен с анодом стабилитрона 6 и подключен к положительному полюсу химического источника тока.

Предлагаемый генератор работает следующим образом. Под действием внешних механических колебаний емкость переменных конденсаторов 4 и 5 изменяется в противофазе. В течение первых нескольких циклов работы генератора после подключения его к химическому источнику тока постоянный конденсатор 7 зарядится до напряжения стабилизации стабилитрона 6. Затем в установившемся режиме при уменьшении емкости переменного конденсатора 4 (увеличении емкости переменного конденсатора 5) через химический источник тока течет ток подзаряда. При увеличении емкости переменного конденсатора 4 (уменьшении емкости переменного конденсатора 5) через диод 1 течет ток, и переменный конденсатор 4 заряжается до напряжения, которое было на нем в начале цикла.

Таким образом, предлагаемый электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока имеет более простую конструкцию, т.к. не содержит электронный ключ, который требует применения дополнительной схемы управления.