本發(fā)明的技術(shù)方案涉及機械振動能量的回收并將其轉(zhuǎn)換成電能的裝置，具體涉及一種永磁振動發(fā)電便攜電源。

背景技術(shù)：

隨著微機電系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)用于橋梁狀態(tài)檢測、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療保健與汽車制造等領(lǐng)域的低成本、小功率電源引起了廣泛的關(guān)注。由于電池壽命的限制并考慮廢棄電池對環(huán)境的影響，研究人員一直致力于用其他電源代替電池的研究工作，如太陽能、風(fēng)能、振動能量等。太陽能和風(fēng)能僅可以在具有足夠的光照和風(fēng)力的地方獲得，當光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)嵌入到微機電系統(tǒng)或應(yīng)用于太陽能或風(fēng)能不足的場地時，該類電源無法有效工作；同時，這兩類能源的獲得受到時間限制。振動能量收集成為更有力的代替方案。環(huán)境中的氣流的大小具有不確定性，而振動卻是無處不在，如人運動時的上下振動、波浪振動、汽車顛簸帶來的振動、樹枝隨風(fēng)搖擺等。因此，振動能量收集裝置更具有通用性。

振動發(fā)電裝置具有使用壽命長、實用性強、功率密度高以及易于集成的優(yōu)勢，因此，采用振動發(fā)電裝置來取代傳統(tǒng)的電池越來越受到人們關(guān)注。

根據(jù)能量轉(zhuǎn)換機理的不同，振動發(fā)電裝置可以分成壓電式、電磁式和靜電式三類。壓電式廣泛應(yīng)用于100Hz和1000Hz的頻率下，其制造工藝比較復(fù)雜，并和CMOS技術(shù)不兼容。而靜電式需要外加電源進行初始充電，限制了其應(yīng)用范圍。相比較而言，當在低頻振動環(huán)境中用于無線傳感器的功率電源使用時，電磁式振動發(fā)電裝置具有低成本、高性能的特點。目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些不同結(jié)構(gòu)的電磁發(fā)電裝置。專利CN1877973A公開了一種用于便攜式電子設(shè)備的振動發(fā)電裝置，該裝置采用磁彈簧結(jié)構(gòu)，運動腔體兩端各安裝一塊固定永磁鐵，運動腔體中放入一塊極性相反的活動永磁鐵,形成磁彈簧結(jié)構(gòu)，繞線組繞在運動腔體外壁上，且繞線組為雙繞組線圈，以相反的方向纏繞在運動腔體外壁，這種線圈結(jié)構(gòu)的特點是：兩個線圈相反方向纏繞，那么兩個線圈中的電動勢也反向，借助于二極管的單相導(dǎo)電性能夠保證電流方向的單向連續(xù)性，但并不影響機械能到電能的轉(zhuǎn)化效率。即，兩個線圈的位置重疊，但對于每一個線圈來說，其電動勢都存在相互抵消的問題；也就是說，這種電動勢的相互抵消作用并不因為多了一組線圈而受到影響，無論兩組線圈的纏繞方向相同或者相反，均不能提高機械能到電能的轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種永磁振動發(fā)電便攜電源。該電源能夠收集日常活動中的振動能量，并將轉(zhuǎn)化為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分可用于小型設(shè)備的電能支撐，攜帶更加方便。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種永磁振動發(fā)電便攜電源，包括振動發(fā)電裝置和電力電子變換電路部分，振動發(fā)電裝置與電力電子變換電路部分相連接，振動發(fā)電裝置收集振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分對負載供電；所述振動發(fā)電裝置包括磁體部分、線圈部分和機械支撐部分，磁體部分由兩個分別固定在機械支撐部分兩端的固定永磁體和一個置于機械支撐部分內(nèi)的運動磁體構(gòu)成，運動磁體同兩端的固定磁體都具有斥力；線圈部分纏繞在機械支撐部分外壁上，線圈部分引出振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端，其特征在于所述運動磁體由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成，三塊永磁體為第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體，兩塊軟磁體為第一軟磁體和第二軟磁體，所述三塊永磁體和兩塊軟磁體按照先永磁體后軟磁體的順序依次布置，相鄰兩塊永磁體之間具有斥力作用；上述三塊永磁體和固定永磁體均是軸向充磁，磁體部分構(gòu)成磁彈簧結(jié)構(gòu)。

一種永磁振動發(fā)電便攜電源，包括振動發(fā)電裝置和電力電子變換電路部分，振動發(fā)電裝置與電力電子變換電路部分相連接，振動發(fā)電裝置收集振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分對負載供電；所述振動發(fā)電裝置包括磁體部分、線圈部分和機械支撐部分，磁體部分由兩個分別固定在機械支撐部分兩端的固定永磁體和一個置于機械支撐部分內(nèi)的運動磁體構(gòu)成，運動磁體同兩端的固定磁體都具有斥力；線圈部分纏繞在機械支撐部分外壁上，其特征在于所述線圈部分包括三個線圈，三個線圈均勻纏繞在機械支撐部分上，第一個線圈起始于“A+”端，終止于“A-”端；第二個線圈起始于“B+”端，終止于“B-”端，第三個線圈起始于“C+”端，終止于“C-”端，第一個線圈的纏繞方向與第二個線圈的纏繞方向相反，第二個線圈的纏繞方向與第三個線圈的纏繞方向相反；第一個線圈的“A-”端與第二個線圈的“B+”端線連接，第二個線圈的“B-”端與第三個線圈的“C+”端線連接；第一個線圈的“A+”端和第三個線圈的“C-”端作為振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端的兩極，該輸出端與電力電子變換電路部分的輸入端連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：不同于現(xiàn)有的振動發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明給出了一種特殊結(jié)構(gòu)的磁體-線圈系統(tǒng)，具有顯著的優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在：

1)機械支撐部分的外壁上三組線圈的纏繞方向采用兩端繞向與中間繞向反向方式，減少同向線圈感應(yīng)電動勢之間的相互抵消，增大輸出電動勢的幅值，提高機械能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)換率。

2)運動磁體具有特殊結(jié)構(gòu)，由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成，與固定永磁體組成磁彈簧，相鄰永磁體的極性相反，從而使得穿過線圈的徑向磁場分量加大；由電磁感應(yīng)定律可知：磁場徑向分量的增大能提高機械能到電能的轉(zhuǎn)化率；軟磁體位于極性相反的兩塊永磁體之間，由于軟磁體具有較高的磁導(dǎo)率，因而改變磁場的分布，使得徑向磁場分量加大；進一步提高了機械能到電能的轉(zhuǎn)化率。且由于軟磁體的成本遠遠小于永磁體，因此本發(fā)明的運動磁體結(jié)構(gòu)能夠顯著降低振動發(fā)電裝置的成本。

3)第一永磁體和第三永磁體的厚度較小，第一軟磁體、第二永磁體、第二軟磁體具有相同的直徑，第一永磁體和第三永磁體具有相同的直徑，且第一永磁體的直徑要略大于第一軟磁體的直徑，如此設(shè)置可以有效減小運動磁體與機械支撐部分內(nèi)壁之間的摩擦，提高效率。

4)繞向相反的三個線圈與磁彈簧結(jié)構(gòu)結(jié)合，兩部分的電氣參數(shù)相互耦合，能更大程度地提高機械能到電能的轉(zhuǎn)換效率。

5)電力電子變換電路部分設(shè)置瞬態(tài)電壓抑制電路，防止后續(xù)電路電壓過高而損壞后續(xù)電路元件；設(shè)置過壓報警電路，如果持續(xù)對振動發(fā)電裝置錯誤操作，LED將被導(dǎo)通而報警，起到對操作人員錯誤操作的警告作用。一種可能的情況是，振動發(fā)電裝置可能在使用過程中出現(xiàn)跌落或劇烈震動等狀況，從而造成發(fā)電峰值電壓過高而損壞與之電氣連接的元器件，尤其在夜晚，振動發(fā)電裝置意外跌落時，本發(fā)明的保護電路對元器件起到保護作用，發(fā)光二極管不僅起到報警作用，而且能方便人們找到跌落的裝置。電阻和穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路可以穩(wěn)定充電鋰電池兩端的充電電壓，防止振動輸出尖峰電壓對充電鋰電池的沖擊，可延長充電鋰電池的使用壽命。

6)電力電子變換電路部分與振動發(fā)電裝置電氣連接，電力電子變換電路部分綜合考慮振動發(fā)電裝置的電氣特性、負載的電氣特性與實際的應(yīng)用情況，能夠滿足人們的使用需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的振動發(fā)電裝置的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的運動磁體3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的線圈部分5纏繞方式示意圖；

圖4為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的電力電子變換電路部分的電路圖；

圖5為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源中振動發(fā)電裝置線圈的電動勢示意圖；

圖6為由單一永磁體作為運動磁體與由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體的磁場分布對比圖；其中圖6(a)為單一永磁體作為運動磁體的二維磁場分布圖；圖6(b)為由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體的二維磁場分布圖；圖6(c)為單一永磁體作為運動磁體的三維磁場分布圖；圖6(d)為由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體的三維磁場分布圖；

圖7為本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的圓柱筒2的結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖7(a)為主視圖，圖7(b)為俯視圖；圖7(c)為左視圖；

圖8本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源一種實施例的端蓋1的結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖8(a)為主視圖，圖8(b)為左視圖；

圖9為本發(fā)明實施例2振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端的開路電壓圖；

圖10為本發(fā)明實施例3(采用三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體、且線圈繞向不同時)的振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端的開路電壓圖；

圖11為對比例(采用單一永磁體、線圈繞向相同時)的發(fā)電輸出端的開路電壓圖；

圖中，1端蓋、2圓柱筒、3運動磁體、4固定永磁體、5線圈部分、6第一永磁體、7第一軟磁體、8第二永磁體、9第二軟磁體、10第三永磁體。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明權(quán)利要求保護的范圍。

本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源(簡稱電源，參見圖1-4)包括振動發(fā)電裝置和電力電子變換電路部分，振動發(fā)電裝置與電力電子變換電路部分相連接，振動發(fā)電裝置收集振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分對負載供電；所述振動發(fā)電裝置包括磁體部分、線圈部分和機械支撐部分，磁體部分由兩個分別固定在機械支撐部分兩端的固定永磁體4和一個置于機械支撐部分內(nèi)的運動磁體3構(gòu)成，運動磁體3同兩端的固定磁體4都具有斥力,即如圖1所示，左端固定磁體4的N極與運動磁體3的N極相對，運動磁體3的S極與右端固定磁體4的S極相對；線圈部分5纏繞在機械支撐部分外壁上，線圈部分5引出振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端，所述運動磁體3由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成，所述三塊永磁體(第一永磁體6、第二永磁體8和第三永磁體10)和兩塊軟磁體(第一軟磁體7和第二軟磁體9)按照先永磁體后軟磁體的順序依次布置，相鄰兩塊永磁體之間具有斥力作用，即如圖2所示，第一永磁體6的S極通過第一軟磁體7連接第二永磁體8的S極，第二永磁體8的N極通過第二軟磁體9連接第三永磁體10的N極；上述三塊永磁體和固定永磁體均是軸向充磁，磁體部分構(gòu)成磁彈簧結(jié)構(gòu)。

所述線圈部分(參見圖3)包括三個線圈，三個線圈均勻纏繞在機械支撐部分上，第一個線圈起始于“A+”端，終止于“A-”端；第二個線圈起始于“B+”端，終止于“B-”端，第三個線圈起始于“C+”端，終止于“C-”端，第一個線圈的纏繞方向與第二個線圈的纏繞方向相反，第二個線圈的纏繞方向與第三個線圈的纏繞方向相反；第一個線圈的“A-”端與第二個線圈的“B+”端線連接，第二個線圈的“B-”端與第三個線圈的“C+”端線連接；第一個線圈的“A+”端和第三個線圈的“C-”端作為振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端，該輸出端與電力電子變換電路部分的輸入端連接，振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端的一極為第一個線圈的“A+”端，振動發(fā)電裝置的發(fā)電輸出端的一極為第三個線圈的“C-”端；當運動磁體在機械支撐部分內(nèi)沿軸向運動時，其磁力線與線圈位置會發(fā)生相對運動，相當于線圈在切割磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當導(dǎo)線切割磁力線時，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電動勢。

本發(fā)明電源的進一步特征在于所述機械支撐部分由兩個柱形端蓋1和一個圓柱筒2構(gòu)成，端蓋1的外直徑與圓柱筒2的內(nèi)徑相匹配，端蓋由固定螺釘固定在圓柱筒2的兩端，固定永磁體4固定于端蓋1內(nèi)側(cè)，所述圓柱筒2的外壁上加工三個外壁槽，三個線圈分別纏繞于相應(yīng)的外壁槽中。

本發(fā)明電源的進一步特征在于所述運動磁體3的三塊永磁體和兩塊軟磁體均為圓柱型，其中第一軟磁體7、第二永磁體8和第二軟磁體9的直徑相同，第一永磁體6和第三永磁體10的尺寸相同，第一永磁體6的直徑為第一軟磁體7的直徑的1.1-1.3倍，第一永磁體6的厚度是第二永磁體厚度的1/6-1/4。

本發(fā)明電源的進一步特征在于所述電力電子變換電路部分包括整流二極管、瞬變電壓抑制二極管、穩(wěn)壓二極管、電阻、電容、可充電鋰電池和發(fā)光二極管，由此實現(xiàn)電能變換、儲能與供能的作用，并具有過壓保護與過壓報警功能，具體電路構(gòu)成(參見圖4)是：四個整流二極管(D1-D4)構(gòu)成全橋整流電路；第一個線圈的“A+”端與整流二極管D1的正極和整流二極管D3的負極連接，整流二極管D1的負極與整流二極管D2的負極連接，第三個線圈的“C-”端與整流二極管D2的正極、整流二極管D4的負極連接，整流二極管D4的正極和整流二極管D3的正極連接；整流二極管D2的負極端記為a端，整流二極管D4的正極端記為b端，濾波電容C并連在a端和b端之間；瞬變電壓抑制二極管TVS1并接于a端和b端之間，構(gòu)成瞬態(tài)電壓抑制電路，當其兩端電壓達到擊穿電壓時會維持擊穿電壓，當其兩端電壓超過擊穿電壓時，將兩端電壓鉗位到鉗位電壓，防止兩端電壓過高而損壞后續(xù)電路元件；瞬變電壓抑制二極管TVS2與一個LED(H)串聯(lián)最后并接于a端和b端之間，構(gòu)成過壓報警電路，瞬變電壓抑制二極管TVS2的鉗位電壓小于TVS1的鉗位電壓，隨著a、b兩端電壓的升高，瞬變電壓抑制二極管TVS2先于瞬變電壓抑制二極管TVS1被擊穿，當a、b兩端電壓繼續(xù)升高，超過兩TVS2的鉗位電壓，此時a、b兩端電壓為瞬變電壓抑制二極管TVS1的鉗位電壓，亦為瞬變電壓抑制二極管TVS2的鉗位電壓和LED兩端電壓的和，兩鉗位電壓的差值滿足LED的工作電壓，此時LED發(fā)光警示；電阻R與穩(wěn)壓二極管D_Z串聯(lián)后并接于a端和b端之間，構(gòu)成穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓二極管D_Z的電壓是可充電鋰電池的充電電壓，a、b兩端高出穩(wěn)壓二極管D_Z的電壓由電阻R承擔(dān),穩(wěn)壓二極管D_Z的負極記為c端；充電鋰電池E并接于c端和b端之間，用于將振動發(fā)電裝置發(fā)出的電能儲存；一個常開開關(guān)S與一個供電負載(發(fā)光二極管D)串聯(lián)最后并接于c端和b端之間，此處的供電負載為發(fā)光二極管D，也可由其它負載替換，也就是說，本發(fā)明永磁振動發(fā)電便攜電源可用于其它形式的負載，此處只是以發(fā)光二極管為例。

本發(fā)明的線圈部分的工作原理是：當運動永磁體在機械支撐部分(圓柱筒)內(nèi)沿軸向運動時，其磁力線與線圈位置會發(fā)生相對運動，線圈切割磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當導(dǎo)線切割磁力線時，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電動勢。處于相同磁極下的線圈，由于穿過線圈的磁力線方向一致，所以每匝線圈中的電動勢方向一致，這樣，同一磁極下的線圈順次串聯(lián)起來會疊加出更大的輸出電動勢。同理，處于不同磁極下的線圈，由于穿過線圈的磁力線方向不一致，所以不同磁極下線圈中的電動勢方向相反，這樣，不同磁極下的線圈順次串聯(lián)起來會相互抵消，從而輸出電動勢會減小。依據(jù)上述運行機理分析，本發(fā)明采用不同磁極下線圈繞向不同的方法，即把線圈部分分為三個線圈，使相鄰線圈繞向相反。其繞向方式示意圖如圖3所示。為了進一步闡明這一問題，此處給出運動磁體運動到某一位置時進行具體分析：當運動永磁體運動到第一線圈與第二線圈的中間位置時，磁力線分布與感生電動勢的方向如圖5所示，運動磁體向右運動時，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，處于圓柱筒左側(cè)線圈(第一個線圈)的感生電動勢與右側(cè)線圈(第二個線圈)的感生電動勢的方向相反，由于相鄰?fù)獗诓壑芯€圈繞向相反，兩個線圈感生電動勢是增強關(guān)系，如果相鄰?fù)獗诓壑芯€圈繞向相同，則感生電動勢是抵消關(guān)系，輸出電動勢會降低。

由單一永磁體作為運動磁體與由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體進行仿真對比試驗，得到的結(jié)果如圖6所示，從圖中可以看出，由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體結(jié)構(gòu)無論是在二維仿真還是在三維仿真中均顯著加大了磁場的徑向分量，從而能顯著提高機械能到電能的轉(zhuǎn)化率。

實施例1

本實施例永磁振動發(fā)電便攜電源包括振動發(fā)電裝置和電力電子變換電路部分，振動發(fā)電裝置與電力電子變換電路部分相連接，振動發(fā)電裝置收集振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分對負載供電；所述振動發(fā)電裝置包括磁體部分、線圈部分和機械支撐部分，磁體部分由兩個分別固定在機械支撐部分兩端的固定永磁體4和一個置于機械支撐部分內(nèi)的運動磁體3構(gòu)成，運動磁體3同兩端的固定磁體4都具有斥力,即如圖1所示，左端固定磁體4的N極與運動磁體3的N極相對，運動磁體3的S極與右端固定磁體4的S極相對；線圈部分5纏繞在機械支撐部分外壁上，所述運動磁體3由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成，所述三塊永磁體(第一永磁體6、第二永磁體8和第三永磁體10)和兩塊軟磁體(第一軟磁體7和第二軟磁體9)按照先永磁體后軟磁體的順序依次布置，相鄰兩永磁體之間具有斥力作用，即如圖2所示，第一永磁體6的S極通過第一軟磁體7連接第二永磁體8的S極，第二永磁體8的N極通過第二軟磁體9連接第三永磁體10的N極；上述三塊永磁體和固定永磁體均是軸向充磁，磁體部分構(gòu)成磁彈簧結(jié)構(gòu)。

本實施例中機械支撐部分包括圓柱筒和端蓋，圓柱筒2的結(jié)構(gòu)如圖7所示，圓柱筒為亞克力塑料管，長110mm，內(nèi)徑18mm，外徑22mm；外壁加工三個相同的外壁槽，每個外壁槽的槽深為1mm，槽長度22mm；圓柱筒兩端各分布三個均勻圍繞圓周的端蓋用螺絲孔，用來固定端蓋，端蓋用螺絲孔半徑1mm，孔中心距離圓柱筒端部5mm。

端蓋1(參見圖8)為圓柱形，其厚度為10mm，直徑為18mm；端蓋圓周側(cè)面上均勻分布有三個圓柱筒連接螺絲孔，通過圓柱筒連接螺絲孔與端蓋用螺絲孔將端蓋與圓柱筒固定在一起，圓柱筒連接螺絲孔的直徑1.5mm，圓柱筒連接螺絲孔的孔中心距離端蓋一側(cè)邊部5mm；端蓋內(nèi)側(cè)均勻分布有三個永磁體連接螺絲孔，永磁體連接螺絲孔用來吸貼固定永磁體4，永磁體連接螺絲孔的半徑為1.25mm，永磁體連接螺絲孔的孔中心距離端蓋外邊緣的距離為4mm。

本實施例中線圈部分采用同方向纏繞方式。

實施例2

本實施例永磁振動發(fā)電便攜電源包括振動發(fā)電裝置和電力電子變換電路部分，振動發(fā)電裝置與電力電子變換電路部分相連接，振動發(fā)電裝置收集振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，所產(chǎn)生的電能經(jīng)過電力電子變換電路部分對負載供電；所述振動發(fā)電裝置包括磁體部分、線圈部分和機械支撐部分，磁體部分由兩個分別固定在機械支撐部分兩端的固定永磁體4和一個置于機械支撐部分內(nèi)的運動磁體3構(gòu)成，運動磁體3同兩端的固定磁體4都具有斥力,即如圖1所示，左端固定磁體4的N極與運動磁體3的N極相對，運動磁體3的S極與右端固定磁體4的S極相對；線圈部分5纏繞在機械支撐部分外壁上，所述運動磁體3為單一永磁體；

所述線圈部分包括三個線圈，三個線圈均勻纏繞在機械支撐部分上，第一個線圈起始于“A+”端，終止于“A-”端；第二個線圈起始于“B+”端，終止于“B-”端，第三個線圈起始于“C+”端，終止于“C-”端，第一個線圈的纏繞方向與第二個線圈的纏繞方向相反，第二個線圈的纏繞方向與第三個線圈的纏繞方向相反；第一個線圈的“A-”端與第二個線圈的“B+”端線連接，第二個線圈的“B-”端與第三個線圈的“C+”端線連接；第一個線圈的“A+”端和第三個線圈的“C-”端作為振動發(fā)電裝置的輸出端，該輸出端與電力電子變換電路部分的發(fā)電輸入端連接；當運動磁體在機械支撐部分內(nèi)沿軸向運動時，其磁力線與線圈位置會發(fā)生相對運動，相當于線圈在切割磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當導(dǎo)線切割磁力線時，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電動勢。

機械支撐部分的尺寸結(jié)構(gòu)與實施例1相同。

實施例3

本實施例永磁振動發(fā)電便攜電源的各部分組成及連接關(guān)系同實施例1，不同之處在于線圈部分采用實施例2的纏繞方式進行纏繞。

對比例

對比例為采用實施例1的機械支撐部分，運動磁體3為單一永磁體，線圈部分的纏繞方式為同向纏繞。

將上述的實施例1-3和對比例均進行振動發(fā)電裝置的輸出端(指第一個線圈的“A+”端和第三個線圈的“C-”端)開路電壓測量，實驗中主要實驗設(shè)備為激振器(型號HEV-50)與示波器(型號DPO4054)。圖9為實施例2的開路電壓測量結(jié)果，在振動頻率為5Hz、振幅為5mm時此開路電壓最大值810mv，最小值-630mv,有效值(均方根)325mv。圖10為實施例3的開路電壓測量結(jié)果，在振動頻率為5Hz、振幅為5mm時，開路電壓最大值990mv，最小值-1.53v,有效值597mv。圖11為對比例的開路電壓測量結(jié)果，在振動頻率為5Hz、振幅為5mm時此開路電壓最大值286mv，最小值-210mv,有效值99.1mv。

對比圖9和圖10可知，當線圈部分纏繞方式相同時，采用由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體時，輸出電壓明顯增加，表明當運動磁體設(shè)計為三塊永磁體和兩塊軟磁體組成時，會顯著提高輸出電壓。對比圖9和圖11可知，當均采用由單一永磁體作為運動磁體時，采用不同的線圈纏繞方式，所產(chǎn)生的開路電壓會有明顯變化，當三個外壁槽中線圈繞向相同后，相鄰?fù)獗诓壑芯€圈電動勢相互抵消，輸出開路電壓明顯降低。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明所給出的線圈的纏繞與連接方式能顯著提高輸出電壓。且當采用由三塊永磁體和兩塊軟磁體構(gòu)成的運動磁體和線圈繞向不同時，即實施例3，輸出電壓增大更加顯著。

本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。