基于人体能量采集的无线充电设备及其制造方法技术

本发明专利技术公开了基于人体能量采集的无线充电设备，包括依次通过导线相连的压电贴片、整流电路模块和微型银导电线圈，微型银导电线圈设置在基板上，微型银导电线圈和基板通过聚二甲基硅氧烷薄膜进行封装。本发明专利技术的无线充电设备具有携带方便、及时供电、节省能量、无污染的优势。

【技术实现步骤摘要】
基于人体能量采集的无线充电设备及其制造方法
本专利技术属于无线充电装置
，涉及基于人体能量采集的无线充电设备，本专利技术还涉及上述无线充电设备的制造方法。
技术介绍
随着互联网科技的迅速发展，智能手机已成为人们日常生活中必不可少的一部分。由于智能手机无线充电的损耗率远远小于有线充电的损耗，故智能手机的良好使用离不开先进的无线充电技术。近年来，无线充电技术已在利用电磁感应方面取得了显著成果。目前，智能手机的无线充电的设备主要由铜质线圈，固体基板和整流电路组成；整流电路和发射端线圈封装在固体基板内，一端连接电源，并通过内部的整流电路转化为充电电流，再通过发射端线圈与接收端线圈的电磁感应，使得接收端线圈产生感应电流，从而实现电流的无线传输。但是这种无线充电设备必须要与电源相连接后才能使用，携带不方便。因此，如何在远离电源的情况下，实现智能手机的无线充电是目前亟待解决的技术难题。在人们的生命进程中，人体能源有1/3被白白浪费掉了，而且人体约50％的能量以热能形式散耗100W，同时人们对外界做功要消耗大量的能量；如果将这些能量利用起来，就能够节省许多资源。现在智能手机所使用的是化学电池和充电电池，可能带来环境污染。如果通过采集人体能量转化为电能，对智能产品进行无线供电，不仅能节省能量，方便及时供电，同时采用无污染发电方式，对环境没有影响，属于可再生资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于人体能量采集的无线充电设备，具有携带方便、及时供电、节省能量、无污染的特点。本专利技术所采用的一种技术方案是，基于人体能量采集的无线充电设备，包括依次通过导线相连的压电贴片、整流电路模块和微型银导电线圈，微型银导电线圈设置在基板上，微型银导电线圈和基板通过聚二甲基硅氧烷薄膜进行封装。本专利技术的特点还在于：压电贴片为柔性复合压电陶瓷、柔性压电晶体、聚偏氟乙烯压电特性材料中的任意一种。整流电路包括并联的超级电容和二极管，二极管的两端接口与压电贴片分别通过两根导线连接，超级电容的两端接口与微型银导电线圈分别通过两根导线连接。二极管的型号1N5400-1N54084，二极管的数量至少为4个，二极管为桥式整流连接。超级电容的型号为MAXWELL。微型银导电线圈采用双喷头微滴喷射装置将硝酸银与抗坏血酸喷射到基板上，由硝酸银与抗坏血酸反应后生成的银沉积形成。基板为纸片、聚酯薄膜、聚酰亚胺、织物中的任意一种。本专利技术所采用的另一种技术方案是，上述无线充电设备的制造方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、在双喷头微滴喷射装置内分别放置硝酸银和抗坏血酸，并将硝酸银微滴和抗坏血酸微滴喷射到基板上，由硝酸银微滴和抗坏血酸微滴反应生成的银沉积形成微型银导电线圈，再通过聚二甲基硅氧烷薄膜将微型银导电线圈和基板进行封装；步骤2、将微型银导电线圈和压电贴片分别通过导线与整流电路模块相连，制得基于人体能量采集的无线充电设备。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于人体能量采集的无线充电设备，首先采用微滴按需喷射3D打印技术和化学沉积方法在织物上制备出可以代替传统植入式导线的微型导线，该导电线圈柔韧性更好、传导效率更高、制备成本更低；基于压电陶瓷的正压电效应，将人体形变产生的机械能通过整流电路采集和存储，最终转化为电能并输出到无线充电发射端的导电线圈，不仅将人体能量转化为电能，对智能产品进行无线供电，节省了能量，还方便及时供电，同时采用无污染发电方式，对环境没有影响，属于可再生资源，而且携带方便；同时，为搭建小功率电器可穿戴无线充电设备提供了一种设计思路和制造方法附图说明图1是本专利技术基于人体能量采集的无线充电设备的结构示意图。图中，1.导线，2.压电贴片，3.整流电路模块，4.微型银导电线圈，5.基板，6.二极管，7.超级电容。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术涉及基于人体能量采集的无线充电设备，如图1所示，包括依次通过导线1相连压电贴片2、整流电路模块3和微型银导电线圈4，微型银导电线圈4设置在基板5上，微型银导电线圈4和基板5通过聚二甲基硅氧烷薄膜进行封装，微型银导电线圈4采用双喷头微滴喷射装置将硝酸银与抗坏血酸喷射到基板5上，由硝酸银与抗坏血酸反应后生成的银沉积形成。其中，压电贴片2为柔性复合压电陶瓷(15mm×60mm)、柔性压电晶体、聚偏氟乙烯压电特性材料中的任意一种，上述压电贴片2可将机械能转化为电能；基板5为纸片、聚酯薄膜、聚酰亚胺、织物中的任意一种。整流电路包括并联的超级电容7和二极管6，二极管6的两端接口与压电贴片2分别通过两根导线1连接，超级电容7的两端接口与微型银导电线圈4分别通过两根导线1连接；其中，二极管6的型号1N5400-1N54084，数量至少为4个，且二极管6之间为桥式整流连接；超级电容7的型号为MAXWELL。本专利技术还涉及上述无线充电设备的制造方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、在双喷头微滴喷射装置内分别放置硝酸银和抗坏血酸，并将硝酸银微滴和抗坏血酸微滴喷射到基板5上，由硝酸银微滴和抗坏血酸微滴反应生成的银沉积形成微型银导电线圈4，再通过聚二甲基硅氧烷薄膜将微型银导电线圈4和基板5进行封装；步骤2、将微型银导电线圈4和压电贴片2分别通过导线1与整流电路模块3相连，制得基于人体能量采集的无线充电设备。本专利技术基于人体能量采集的无线充电设备的工作原理如下：本专利技术采用微滴喷射3D打印技术，通过双喷头微滴喷射装置将硝酸银与抗坏血酸喷射到基板5上，由硝酸银与抗坏血酸反应后生成的银沉积形成微型银导电线圈4；其次，在人体形变部位安装压电贴片2，利用压电贴片2的正压电效应采集人在行走过程中产生的机械能量，并转换成电能；将上述微型银导电线圈4与压电贴片2通过导线1分别与整流电路模块3相，整流电路模块3将采集到的电能存储到超级电容7中，整流电路模块3与微型银导电线圈4进行电能传输，形成无线充电发射端；当把智能手机放入微型银导电线圈4上时，微型银导电线圈4与智能手机内部的导电线圈发生电磁耦合，实现了无线充电。本专利技术基于人体能量采集的无线充电设备的使用方法如下：首先，在胳膊肘或膝盖部位上安装压电贴片2；胳膊肘或膝盖开始运动后，压电贴片2将上述运动产生的机械能转换为电能，并通过整流电路模块3将电能储存在超级电容7中，整流电路模块3与微型银导电线圈4进行电能传输，形成无线充电发射端；其中，整流电路模块3与微型银导电线圈4的电能传输的具体为，若压电贴片2处的电压小于微型银导电线圈4处的电压，则整流电路模块3内的二极管6处于阻断状态；若压电贴片2处的电压大于微型银导电线圈4处的电压，则整流电路模块3内的二极管6导通电压，同时，整流电路模块3将压电贴片2内的电能输送到微型银导电线圈4，形成无线充电发射端；然后将智能手机放到微型银导电线圈4上，微型银导电线圈4与智能手机内部的导电线圈发生电磁耦合，实现了无线充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于人体能量采集的无线充电设备，其特征在于，包括依次通过导线(1)相连的压电贴片(2)、整流电路模块(3)和微型银导电线圈(4)，所述微型银导电线圈(4)设置在基板(5)上，所述微型银导电线圈(4)和基板(5)通过聚二甲基硅氧烷薄膜进行封装。

【技术特征摘要】
1.基于人体能量采集的无线充电设备，其特征在于，包括依次通过导线(1)相连的压电贴片(2)、整流电路模块(3)和微型银导电线圈(4)，所述微型银导电线圈(4)设置在基板(5)上，所述微型银导电线圈(4)和基板(5)通过聚二甲基硅氧烷薄膜进行封装。2.如权利要求1所述的基于人体能量采集的无线充电设备，其特征在于，所述压电贴片(2)为柔性复合压电陶瓷、柔性压电晶体、聚偏氟乙烯压电特性材料中的任意一种。3.如权利要求1所述的基于人体能量采集的无线充电设备，其特征在于，所述整流电路包括并联的超级电容(7)和二极管(6)，所述二极管(6)的两端接口与压电贴片(2)分别通过两根导线(1)连接，所述超级电容(7)的两端接口与微型银导电线圈(4)分别通过两根导线(1)连接。4.如权利要求3所述的基于人体能量采集的无线充电设备，其特征在于，所述二极管(6)的型号1N5400-1N54084，所述二极管(6)的数量至少为4个，所述二极管(6)为桥式整流连接。5.如权利要求3所述的基于人...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖渊，张成坤，陈驰，李红英，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61