微型发电装置及电子设备的制作方法

本申请涉及储能，尤其涉及一种微型发电装置及电子设备。

背景技术：

1、随着现代医疗的迅速发展，有源植入式医疗器械已经被广泛应用于治疗各式的疾病，主要包括植入式心脏起搏器和颤器、脑起搏器、药物释放装置、骨骼生长刺激器、全人工心脏、人工耳蜗和药物泵等。植入式医疗设备受限于一次电池寿命限制，需要定期进行手术更换电池，这给患者带来极大的痛苦，二次电池可以较好地解决这一问题。

2、目前，人体植入式二次电池的供能有两种解决方案，其一是在人体内部同步植入无线充电线圈接收器，使用无线充电模式，但是这种无线充电的模式受到体内植入设备距离表皮位置的影响较大，传输的电能过大也对人体皮肤产生烧伤。其二是利用人体的内部能源进行自发电，然后对体内微电池进行充电，实现能量的自给自足，而不需要定期依靠无线充电设备，例如可以利用生物酶发电，然而，生物酶发电的燃料电池由于活性的原因，使用寿命较短，从而导致植入式医疗器械的使用时间较短。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种微型发电装置及电子设备，以解决相关技术中的不足。

2、第一方面，本申请提供一种微型发电装置，包括壳体、发电组件、电压转换电路和储能组件，壳体内设有第一空腔和第二空腔，电压转换电路和储能组件均设置于第一空腔内，发电组件、电压转换电路和储能组件依次电连接；

3、发电组件包括质量块、第一发电单元、第二发电单元和第三发电单元，质量块、第一发电单元和第二发电单元均设置于第二空腔内，质量块与第二空腔的形状匹配，质量块在第二空腔内沿壳体的延伸方向自由移动，或者，外力驱动质量块在第二空腔内沿壳体的延伸方向移动；

4、第一发电单元被配置为受到质量块的挤压而发电；第二发电单元被配置为通过和质量块之间的摩擦发电；第三发电单元被配置为和质量块产生电磁感应而发电。

5、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，质量块的侧壁与第二空腔的腔壁接触，第一空腔位于第二空腔的侧方，质量块沿着第一空腔和第二空腔的连线方向滑动。

6、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，第一发电单元包括压电片和两个导电片，压电片设置于两个导电片之间，质量块被配置为通过导电片向压电片提供压力，压电片受压变形而产生电流。

7、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，还包括弹性件，压电片与两个导电片的至少一者连接，弹性件弹力方向的两端分别与导电片和压电片连接。

8、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，第一发电单元的数量为两个，两个第一发电单元分别设置于第二空腔的两端。

9、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，第二发电单元包括至少两个第一摩擦环和至少一个第二摩擦环，至少两个第一摩擦环间隔设置于第二空腔的腔壁上，质量块为筒状，第二摩擦环套接于质量块的侧壁上，第一摩擦环与第二摩擦环接触，质量块被配置为带动第二摩擦环与第一摩擦环摩擦而产生电流。

10、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，第一摩擦环包括相互连接的导电层和摩擦层，导电层设置于摩擦层的靠近壳体的一侧，导电层与第二空腔的腔壁连接；

11、摩擦层和第二摩擦环中的一者由聚偏氟乙烯制成，摩擦层和第二摩擦环中的另一者由硅橡胶制成，导电层由金属制成。

12、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，第三发电单元包括线圈，线圈绕设在壳体上，质量块为磁性件，磁性件被配置为产生磁场，磁性件相对于线圈沿壳体的延伸方向移动，以使线圈切割磁场的磁力线而产生电流。

13、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，壳体包括外壳和内壳，外壳和内壳之间具有间隙，第一空腔和第二空腔均设置于内壳内，第三发电单元设置于间隙中。

14、作为一种可选的实施方式，本申请提供的微型发电装置，外壳上设有输出端子，输出端子与储能组件连通，输出端子被配置为与电子设备本体电连接。

15、第二方面，本申请提供一种电子设备，包括电子设备本体和上述第一方面提供的微型发电装置，微型发电装置与电子设备本体电连接。

16、作为一种可选的实施方式，本申请提供的电子设备，电子设备被构造为设置于生物体内。

17、本申请实施例提供的微型发电装置及电子设备，微型发电装置包括壳体、发电组件、电压转换电路和储能组件，发电组件包括质量块、第一发电单元、第二发电单元和第三发电单元，通过设置壳体用于容纳发电组件、电压转换电路和储能组件，通过设置发电组件用于产生交流电，发电组件通过设置质量块和第一发电单元用于挤压发电，通过设置质量块和第二发电单元用于摩擦发电，通过设置质量块和第三发电单元用于电磁感应发电，通过设置电压转换电路用于将交流电转换为直流电，通过设置储能组件用于储存电能，以实现电能持续稳定供给。由此，微型发电装置能够实现电子设备的至少部分电能自供给，从而延长电子设备的使用时间。

技术特征：

1.一种微型发电装置，其特征在于，包括壳体、发电组件、电压转换电路和储能组件，所述壳体内设有第一空腔和第二空腔，所述电压转换电路和所述储能组件均设置于所述第一空腔内，所述发电组件、所述电压转换电路和所述储能组件依次电连接；

2.根据权利要求1所述的微型发电装置，其特征在于，所述质量块的侧壁与所述第二空腔的腔壁接触，所述第一空腔位于所述第二空腔的侧方，所述质量块沿着所述第一空腔和所述第二空腔的连线方向滑动。

3.根据权利要求1所述的微型发电装置，其特征在于，所述第一发电单元包括压电片和两个导电片，所述压电片设置于两个所述导电片之间，所述质量块被配置为通过所述导电片向所述压电片提供压力，所述压电片受压变形而产生电流。

4.根据权利要求3所述的微型发电装置，其特征在于，还包括弹性件，所述压电片与两个所述导电片的至少一者连接，所述弹性件弹力方向的两端分别与所述导电片和所述压电片连接。

5.根据权利要求4所述的微型发电装置，其特征在于，所述第一发电单元的数量为两个，两个所述第一发电单元分别设置于所述第二空腔的两端。

6.根据权利要求1所述的微型发电装置，其特征在于，所述第二发电单元包括至少两个第一摩擦环和至少一个第二摩擦环，至少两个所述第一摩擦环间隔设置于所述第二空腔的腔壁上，所述质量块为筒状，所述第二摩擦环套接于所述质量块的侧壁上，所述第一摩擦环与所述第二摩擦环接触，所述质量块被配置为带动所述第二摩擦环与所述第一摩擦环摩擦而产生电流。

7.根据权利要求6所述的微型发电装置，其特征在于，所述第一摩擦环包括相互连接的导电层和摩擦层，所述导电层设置于所述摩擦层的靠近所述壳体的一侧，所述导电层与所述第二空腔的腔壁连接；

8.根据权利要求1所述的微型发电装置，其特征在于，所述第三发电单元包括线圈，所述线圈绕设在所述壳体上，所述质量块为磁性件，所述磁性件被配置为产生磁场，所述磁性件相对于所述线圈沿所述壳体的延伸方向移动，以使所述线圈切割所述磁场的磁力线而产生电流。

9.根据权利要求1-6任一项所述的微型发电装置，其特征在于，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳和所述内壳之间具有间隙，所述第一空腔和所述第二空腔均设置于所述内壳内，所述第三发电单元设置于所述间隙中。

10.根据权利要求9所述的微型发电装置，其特征在于，所述外壳上设有输出端子，所述输出端子与所述储能组件连通，所述输出端子被配置为与电子设备本体电连接。

11.一种电子设备，其特征在于，包括电子设备本体和如权利要求1-10任一项所述的微型发电装置，所述微型发电装置与所述电子设备本体电连接。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备被构造设置于生物体内。

技术总结
本申请提供一种微型发电装置及电子设备，微型发电装置包括壳体、发电组件、电压转换电路和储能组件，壳体内设有第一空腔和第二空腔，电压转换电路和储能组件均设置于第一空腔内，发电组件包括质量块、第一发电单元、第二发电单元和第三发电单元，质量块、第一发电单元和第二发电单元均设置于第二空腔内，质量块与第二空腔的形状匹配，质量块在第二空腔内沿壳体的延伸方向自由移动，或者，外力驱动质量块在第二空腔内沿壳体的延伸方向移动；第一发电单元被配置为受到质量块的挤压而发电；第二发电单元被配置为通过和质量块之间的摩擦发电；第三发电单元被配置为和质量块产生电磁感应而发电。本申请的微型发电装置延长了电子设备的使用时长。

技术研发人员：李素丽,董德锐,赵伟,徐延铭,李俊义
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13