一种基于人体压力发电的LED照明电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于人体压力发电的LED照明电路，属于压电陶瓷技术领域，所述的基于人体压力发电的LED照明电路包括压力发电装置、降压整流电路、储能元件、LED驱动电路、LED灯组，所述的压力发电装置与降压整流电路电连接，降压整流电路与储能元件电连接，储能元件与LED驱动电路电连接，LED驱动电路与LED灯组电连接；本发明专利技术提出一种基于人体压力发电的LED照明电路，其通过改善压电陶瓷的设计结构，提高其发电能力，并且改善电流的输出，设置降压整流电路和储能元件、LED驱动电路，为LED灯组提供电能，使压电陶瓷的电能得到充分利用，提高其发电的利用率。

LED lighting circuit based on human body pressure generation

The invention relates to a LED lighting circuit power based on body pressure, which belongs to the technical field of piezoelectric ceramics, LED lighting circuit of the power generation based on body pressure includes a pressure generating device, Buck rectifier circuit, energy storage element, LED drive circuit, LED lamp group, the pressure generating device connected with step-down rectifier electric circuit, step-down rectifier circuit and the energy storage component is electrically connected storage devices connected to the LED drive circuit, LED drive circuit is connected with the LED lamp group; the invention provides a LED lighting circuit power based on body pressure, by improving the design structure of piezoelectric ceramics, increase its power generation capacity, output and to improve the current settings, step-down rectifier circuit and a storage element, LED drive circuit, to provide power to the LED lamp group, the piezoelectric ceramic power can be fully utilized, improve the power generation benefit Utilization rate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体压力发电的LED照明电路
本专利技术涉及压电陶瓷
，特别涉及一种基于人体压力发电的LED照明电路。
技术介绍
固体材料按其对外电场的作用方式可以分为两类，一类以传导方式传递外电场的作用和影响，这类材料叫做导电材料；另一类以感应的方式传递外电场的作用和影响，这类材料称为电介质材料。对某些电介质施加机械力时，就会引起它内部的正电荷中心发生相对位移而产生电的极化，从而导致介质两个表面上出现符号相反的束缚电荷，并且其电荷密度与外力成正比，这种现象称为压电效应，也叫正压电效应。反之，如果将具有压电性的电介质置于外电场中，由于电场的相对位移，而这一位移导致介质发生形变，这种现象称为逆压电效应。公知的，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料；压电陶瓷具有敏感的特性，可以将其微弱的机械振动转换成电信号。压电陶瓷主要用于制造超声换能器，水声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷变频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺，专利技术名称人体行走发电器，申请号为201220000076.0公开了一种采用压电陶瓷的发电器，其将压电陶瓷并联成方阵改善发电时的电压值大小，利用人体行走将电能用于照明、手机充电、电击器和保暖等多种用途，但是其未能充分的利用压电陶瓷的自身性能，压电陶瓷的发电效率并不高，由于采用并联增加了制造的成本。专利技术名称采用压电陶瓷发电的装置，申请号200710070180.0，公开了一种采用压电陶瓷发电的装置，采用电能转换和存储电路，但是其克服的是压力发电装置转动过程易碎的问题，未能提高压电陶瓷的发电效率，专利技术名称一种压电陶瓷储能电池，申请号201510372668.3，公开了一种压电陶瓷储能电池，由上壳体、下壳体、压力发电单元和储能单元组成，所述的储能单元包括充电电池、电容和滤波器，但是其发电量不稳定，电能质量不好。因此，有必要针对上述的问题，提出一种新的压电陶瓷压力发电装置，其充分利用压电陶瓷并改善其发电结构，使其发电能力得到提高。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的问题，本专利技术提出一种基于人体压力发电的LED照明电路，其通过改善压电陶瓷的设计结构，提高其发电能力，并且改善电流的输出，设置降压整流电路和储能元件、LED驱动电路，为LED灯组提供电能，使压电陶瓷的电能得到充分利用，提高其发电的利用率。为了实现上述目的，本专利技术是按照以下方式实现的：所述的基于人体压力发电的LED照明电路包括压力发电装置、降压整流电路、储能元件、LED驱动电路、LED灯组，所述的压力发电装置与降压整流电路电连接，降压整流电路与储能元件电连接，储能元件与LED驱动电路电连接，LED驱动电路与LED灯组电连接；其中，压力发电装置采用环氧树脂将其经极化、老化后的压电陶瓷片和银电极封装构成，压力发电装置包括压电陶瓷片、银电极、弹性金属片，所述的压电陶瓷片的左表面和右表面均设银电极；所述的压力发电装置与降压整流电路中的LTC3588-1芯片的两个差分输入端PZ1、PZ2相接；降压整流电路，所述的降压整流电路包括LTC3588-1芯片，LTC3588-1芯片上的Vin端口与储能元件一端电连接，所述的储能元件为电容器C1，LTC3588-1芯片上的SW端口与一电感线圈L1一端连接，LTC3588-1芯片上的Vout端口与电感线圈L1的另一端相连，电感线圈L1的另一端与电容器C2一端相连，电容器C2另一端接地，LTC3588-1芯片上的端口D0接地，LTC3588-1芯片上的端口D1与一个电压源相连；LED驱动电路，所述的LED驱动电路包括LT1932芯片，LT1932芯片上的Vin端口、SHDN端口与电容器C1另一端相连，电容器C1另一端、Vin端口、SHDN端口与电感线圈L2的一端相连，电感线圈L2的另一端与LT1932芯片上的SW端口，稳压二极管D5一端相连，稳压二极管D5的另一端与电容器C3、发光二极管D1的一端相连，电容器C3的另一端接地，LT1932芯片上的Rset端口与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端接地，LT1932芯片上的GND端口接地；LED灯组，所述的LED灯组包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，所述的发光二极管D1另一端与发光二极管D2的一端相连，发光二极管D2的另一端与发光二极管D3的一端相连，发光二极管D3的另一端与发光二极管D4的一端相连，发光二极管D4的另一端与LT1932芯片上的LED端口相连。所述的压电陶瓷片设置于弹性金属片的上表面。所述的弹性金属片的上表面，下表面均设有压电陶瓷片。所述的弹性金属片为铜片、不锈钢片中的一种。所述的储能元件为超级电容器。所述的储能元件与压力发电装置之间串联一个二极管。所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4为白色的发光二极管。所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4用于制作手电筒的灯泡，设置于手电筒的灯罩内，压力发电装置、降压整流电路、储能元件、LED驱动电路设置于手电筒的手柄内部。本专利技术的有益效果：本专利技术通过将压力发电装置进行设计，改善压力发电陶瓷发电方式，改进连接电路，发出的电流通过降压整流电路、储能元件和LED驱动电路为LED灯组供电，提高了压力发电装置电能的利用率。附图说明图1为本专利技术的结构框图；图2为压力发电装置、降压整流电路、储能元件电路连接图；图3为LED驱动电路与LED灯组的电路连接图；图4为压电陶瓷能量转换电路结构示意图；图5为压电陶瓷能量传输曲线图。图中，1-压力发电装置、2-降压整流电路、3-储能元件、4-LED驱动电路、5-LED灯组。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚、明白，下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。压电陶瓷与极性压电晶片都是压电晶片，其主要成分钛酸钡(BaTiO3)具有两种形式，一种形式是钛酸钡体，另一种形式是钛酸钡陶瓷。1942年发现钛酸钡陶瓷具有压电效应，1947年试制成功钛酸钡晶体。它是继石英晶体之后，人们发现的另一种重要的压电材料。压电材料是一个力学和电学耦合的系统，其模型可以用两个线性化的连续方程来描述。方程中包含了两个力学变量以及两个电学变量，正压电效应可以用下列方程描述：{D}＝【e】T{S}+【εS】{E}；其中，{D}是电位移矢量，{T}是应力矢量，{S}是应变矢量，{E}是电场矢量，【e】是压电应力常数矩阵，【εS】是常应变场下的介电系数矩阵，【cE】为恒定电场下的弹性系数举证。压电方程展开为矩阵方程形式如下：其中，在完全各向异性的电介质中，有21个独立刚度系数，在各向同性的电介质中，有2个其独立刚度系数。经过极化的压电陶瓷材料，具有类六角晶系的对称性，其弹性常数矩阵也与6mm点群晶体相似，有5个独立的弹性系数，于是上述两式变为：压电材料受外力或外电场作用后，产生的机械效应或电效应。我们用长度变化来模拟机械效应，用总电偶极矩的变化表示电效应可知平衡时电偶极矩为ΔPx＝-2qΔlx压电材料的介电性质所遵从的电学规律是介电关系，力学规律是弹性关系。由压电晶体的压电效应可知，电场可以是压电晶体产生应变，应力可以使压电晶体产生电荷。因此，压电晶体的压电性质所遵从的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人体压力发电的LED照明电路，其特征在于：所述的基于人体压力发电的LED照明电路包括压力发电装置、降压整流电路、储能元件、LED驱动电路、LED灯组，所述的压力发电装置与降压整流电路电连接，降压整流电路与储能元件电连接，储能元件与LED驱动电路电连接，LED驱动电路与LED灯组电连接；其中，压力发电装置采用环氧树脂将压电陶瓷片和银电极封装构成，压力发电装置包括压电陶瓷片、银电极、弹性金属片，所述的压电陶瓷片的左表面和右表面均设银电极；所述的压力发电装置与降压整流电路中的LTC3588‑1芯片的两个差分输入端PZ1、PZ2相接；降压整流电路，所述的降压整流电路包括LTC3588‑1芯片，LTC3588‑1芯片上的Vin端口与储能元件一端电连接，所述的储能元件为电容器C1，LTC3588‑1芯片上的SW端口与一电感线圈L1一端连接，LTC3588‑1芯片上的Vout端口与电感线圈L1的另一端相连，电感线圈L1的另一端与电容器C2一端相连，电容器C2另一端接地，LTC3588‑1芯片上的端口D0接地，LTC3588‑1芯片上的端口D1与一个电压源相连；LED驱动电路，所述的LED驱动电路包括LT1932芯片，LT1932芯片上的Vin端口、SHDN端口与电容器C1另一端相连，电容器C1另一端、Vin端口、SHDN端口与电感线圈L2的一端相连，电感线圈L2的另一端与LT1932芯片上的SW端口，稳压二极管D5一端相连，稳压二极管D5的另一端与电容器C3、发光二极管D1的一端相连，电容器C3的另一端接地，LT1932芯片上的Rset端口与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端接地，LT1932芯片上的GND端口接地；LED灯组，所述的LED灯组包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，所述的发光二极管D1另一端与发光二极管D2的一端相连，发光二极管D2的另一端与发光二极管D3的一端相连，发光二极管D3的另一端与发光二极管D4的一端相连，发光二极管D4的另一端与LT1932芯片上的LED端口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种基于人体压力发电的LED照明电路，其特征在于：所述的基于人体压力发电的LED照明电路包括压力发电装置、降压整流电路、储能元件、LED驱动电路、LED灯组，所述的压力发电装置与降压整流电路电连接，降压整流电路与储能元件电连接，储能元件与LED驱动电路电连接，LED驱动电路与LED灯组电连接；其中，压力发电装置采用环氧树脂将压电陶瓷片和银电极封装构成，压力发电装置包括压电陶瓷片、银电极、弹性金属片，所述的压电陶瓷片的左表面和右表面均设银电极；所述的压力发电装置与降压整流电路中的LTC3588-1芯片的两个差分输入端PZ1、PZ2相接；降压整流电路，所述的降压整流电路包括LTC3588-1芯片，LTC3588-1芯片上的Vin端口与储能元件一端电连接，所述的储能元件为电容器C1，LTC3588-1芯片上的SW端口与一电感线圈L1一端连接，LTC3588-1芯片上的Vout端口与电感线圈L1的另一端相连，电感线圈L1的另一端与电容器C2一端相连，电容器C2另一端接地，LTC3588-1芯片上的端口D0接地，LTC3588-1芯片上的端口D1与一个电压源相连；LED驱动电路，所述的LED驱动电路包括LT1932芯片，LT1932芯片上的Vin端口、SHDN端口与电容器C1另一端相连，电容器C1另一端、Vin端口、SHDN端口与电感线圈L2的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宁，刘洋，吴婷婷，宫大为，梁魏，陈亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51