АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА

Предполагаемое изобретение относится к электроэнергетике, а в частности - к автономным источникам питания мобильного телефона (преобразователям механической энергии в электрическую), что может найти применение в средствах энергообеспечения слаботочных носимых потребителей электроэнергии, в т.ч. для энергообеспечения мобильных телефонов и других электронных средств.
Известен автономный источник питания (преобразователь механической энергии в электрическую энергию), преобразующий механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного или переменного тока и содержащий, например в машине постоянного тока, постоянный магнит и токосъемные щетки в статоре, обмотку и коллектор на якоре [см. 1, Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины и микромашины. - М.: «Энергия», 1971]. (Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения).
Существенные недостатки известного автономный источник питания (преобразователя) - значительная сложность конструкции, ограниченная долговечность в работе и не всегда приемлемые габаритно-весовые характеристики.
Известен автономный источник питания (преобразователь механической энергии в электрическую энергию), содержащий корпус преобразователя, пьезоэлектрический элемент, молоточек с молотовищем из пластичного материала, соединенным одним концом с корпусом преобразователя неподвижно, и бойком, установленным на молотовище соосно с пьезоэлектрическим элементом и на расстоянии досягаемости до пьезоэлектрического элемента, и толкатель бойка (преобразователь механических перемещений в дискретные перемещения бойка молоточка),
установленный подвижно по легкоходовой вращательной или возвратно-поступательной посадке, на фиксированном расстоянии его рабочей поверхности от свободного конца молотовища молоточка, рабочая поверхность толкателя бойка молоточка выполнена зубчатой так, чтобы при вращении или перемещении толкателя обеспечивался дискретный механический контакт его рабочей, зубчатой, поверхности со свободным концом молотовища, а бойка молоточка - с пьезоэлектрическим элементом. [см. 2, Патент RU 2257688, H 04 R 17/00, б. 21, 2005]. (Выделенное курсивом -признаки общие с предметом изобретения).
Существенные недостатки известного автономный источник питания (преобразователя механической энергии в электрическую энергию) -двухполупериодный импульсный выход напряжения и тока, незначительная помехозащищенность потребителя электроэнергии и, как следствие, ограниченная надежность в работе потребителя электроэнергии.
Известен, как наиболее близкий к предмету изобретения, автономный источник питания (пьезоэлектрический преобразователь механической энергии в электрическую энергию), содержащий корпус, а в нем пьезоэлектрический элемент, молоточек с бойком, толкатель бойка (преобразователь непрерывных механических перемещений корпуса в дискретные перемещения бойка молоточка) и двухполупериодный выпрямитель тока, причем, молотовище молоточка выполнено из эластичного материала и одним концом жестко соединено с корпусом, боек расположен на молотовище соосно с пьезоэлектрическим элементом и на удалении досягаемости до пьезоэлектрического элемента, толкатель бойка молоточка выполнен с зубчатой рабочей поверхностью в виде линейки или колеса с легкоходовой возвратно-поступательной или вращательной, соответственно, посадкой, установленный на удалении досягаемости его зубьев до свободного конца молотовища, а также двухполупериодный выпрямитель, соединенный электрически входом с пьезоэлектрическим элементом, а выходом - с подзаряжаемым накопителем энергии
постоянного тока и со входом потребителя энергии постоянного тока [см, 3. Скубилин М.Д. Пьезоэлектрические преобразователи энергии волнения моря. //Технология и конструирование в электронной аппаратуре, №4. - Одесса: «ТКЭА», 2004. - С.20-21]. (Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения).
Недостатки известного автономного источника питания (преобразователя механической энергии в электрическую энергию) - значительные пульсации на его выходе, и, как следствие, незначительная помехозащищенность и ограниченная надежность в работе потребителя электроэнергии.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей автономного источника питания (преобразователя механической энергии в электрическую энергию) путем снижения пульсаций выходного напряжения и повышения помехозащищенности потребителя электроэнергии, а в частности - в применении по новому назначению - для энергообеспечения мобильного телефона в произвольных условиях пребывания его носителя.
Технический результат достигается тем, что в качестве автономного источника питания мобильного телефона (преобразователя механической энергии в электрическую энергию), использованы корпус, в котором размещены пьезоэлектрический элемент, молоточек с бойком, толкатель бойка (преобразователь непрерывных механических перемещений в дискретные перемещения бойка молоточка) и двухполупериодный выпрямитель тока, причем, молотовище молоточка выполнено из эластичного материала и одним концом неподвижно соединено с корпусом, боек молоточка расположен на молотовище соосно с пьезоэлектрическим элементом и на фиксированном удалении от пьезоэлектрического элемента, рабочая поверхность толкателя бойка молоточка выполнена зубчатой в виде линейки или колеса с легкоходовой возвратно-поступательной или вращательной, соответственно, посадкой, и на удалении периодического контактирования зубьев со свободным концом молотовища, а также двухполупериодный выпрямитель, соединенный электрически входом с
пьезоэлектрическим элементом, а выходом - с выходом преобразователя механической энергии в электрическую, дополнительно введен дроссель, соединенный входом с выходом двухполупериодного выпрямителя, а выходом со входом потребителя электроэнергии, причем подзаряжаемый накопитель энергии постоянного тока соединен с выходом двухполупериодного выпрямителя.
Схема электрическая принципиальная автономного источника питания мобильного телефона (преобразователя механической энергии в электрическую энергию) и его возможного конструктивного исполнения приведена на фиг.1, а на фиг.2 - временные диаграммы преобразования механической энергии (F) в электрическую энергию (Е - пьезо - э.д.с. на выходе пьезоэлектрического элемента, I - тока на выходе двухполупериодного выпрямителя и U - напряжения в подзаряжаемом накопителе энергии постоянного тока).
Автономный источник питания мобильного телефона (преобразователь механической энергии в электрическую энергию) содержит (см. фиг.1) корпус 1, в котором установлены пьезоэлектрический элемент 2, молоточек с молотовищем 3 и бойком 4, толкатель молоточка (преобразователь непрерывных механических перемещений в дискретные перемещения бойка молоточка) 5, двухполу периодный выпрямитель 6 и дроссель 7. Молотовище 3 выполнено из эластичного материала, одним концом неподвижно соединено с корпусом 1, боек молоточка 4 установлен на молотовище 3 соосно с пьезоэлектрическим элементом 2 и на расстоянии досягаемости до пьезоэлектрического элемента 2. Толкатель 5 молоточка выполнен зубчатым и установлен по легкоходовой возвратно-поступательной или вращательной посадке и на расстоянии периодического контакта его зубьев со свободным концом молотовища 3. Двухполупериодный выпрямитель 6 соединен входом с пьезоэлектрическим элементом. Дроссель 7 входом соединен с выходом выпрямителя 6, а выходом - с входом потребителя энергии постоянного тока. Подзаряжаемый накопитель 8 энергии постоянного тока соединен с выходом
выпрямителя 6.
Автономный источник питания мобильного телефона работает следующим образом.
При перемещении или вращении толкателя 5 его рабочая, зубчатая, поверхность периодически контактирует со свободным концом молотовища 3 и, дискретно во времени отклоняет боек 4 от исходного положения, в результате чего происходят соударения бойка 4 с пьезоэлектрическим элементом 2. Под действием механических воздействий F бойка 4 на пьезоэлектрический элемент 2, последний генерирует импульсы электродвижущей силы Е, на выходе выпрямителя 6 генерируются импульсы тока I, в результате чего накопитель 8 подзаряжается до напряжения U (см. фиг.2).
Автономный источник питания мобильного телефона применим в выносном и во встроенном в мобильный телефон вариантах.
Преимущества использования предлагаемого автономного источника питания мобильного телефона состоят в том, что его использование обеспечивает электроэнергией мобильный телефон в произвольных условиях пребывания пользователя.
Источники информации:
1. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины и микромашины. - М.: «Энергия», 1971;
2. Патент RU 2257688, H 04 R 17/00, б. 21, 2005;
3. Скубилин М.Д. Пьезоэлектрические преобразователи энергии волнения моря. //Технология и конструирование в электронной аппаратуре, №4. - Одесса: «ТКЭА», 2004. - С.20-21.