振动发电装置

本公开涉及振动发电装置。

背景技术：

1、以往，作为从环境振动收获能量的能量收集技术之一，已知具备振动发电元件的振动发电装置。振动发电装置在振动发电元件的谐振频率与环境振动同步时能够获得较大的输出，但在环境振动偏离谐振频率时，输出大幅减少。

2、在专利文献1(参照段落[0034]～[0048]、图3)中，公开了在具备检测振动频率的频率检测电路的振动发电装置中，一边监视振动频率一边对输出控制电路进行反馈，基于检测出的频率来控制输出控制电路的阻抗，以使输出电力成为最大。专利文献1的振动发电装置的目的在于，通过这样的结构，即使在振动频率变化的情况下也能够高效地取出电力。

3、专利文献1：日本专利第5148753号公报

技术实现思路

1、然而，在专利文献1所记载的振动发电装置中，如上所述，需要进行基于由频率检测电路检测出的振动频率的阻抗的控制，无法自动地追随环境振动的频率变化而使输出稳定化。

2、本公开是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够自动地追随环境振动的频率变化而使输出稳定化的振动发电装置。

3、本公开的一个方式的振动发电装置具备：振动发电元件，其具备驻极体型的可动部，谐振频率根据负载电阻的变化而变化；相位比较单元，其进行外部振动的相位与所述可动部的振动的相位的相位比较，输出与相位差对应的控制电压；以及谐振调整单元，其具备所述负载电阻，所述负载电阻根据所述控制电压而变化，由此来调整所述振动发电元件的谐振。

4、此外，根据本公开的一个方式，所述负载电阻以满足谐振条件的方式，根据所述控制电压而上升或下降来调整所述谐振。

5、另外，根据本公开的一个方式，所述谐振条件包括所述谐振频率的振幅成为最大的条件。

6、此外，根据本公开的一个方式，所述相位比较单元通过异或电路进行所述相位比较。

7、此外，根据本公开的一个方式，所述相位比较单元还具备：充放电电路，其按照从所述异或电路输出的脉冲信号反复进行充放电，输出所述控制电压。

8、另外，根据本公开的一个方式，所述脉冲信号的接通期间和断开期间与满足谐振条件的情况相等。

9、并且，根据本公开的一个方式，所述谐振调整单元包括场效应晶体管，该场效应晶体管将所述控制电压作为栅极电压，将所述负载电阻作为导通电阻，所述导通电阻根据所述栅极电压而变化。

10、根据本公开，能够提供一种能够自动地追随环境振动的频率变化而使输出稳定化的振动发电装置。

技术特征：

1.一种振动发电装置，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的振动发电装置，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的振动发电装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的振动发电装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的振动发电装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种振动发电装置，其能够自动地追随环境振动的频率变化而使输出稳定化。本公开的一个实施方式的振动发电装置具备：振动发电元件，其具备驻极体型的可动部，谐振频率根据负载电阻的变化而变化；相位比较单元，其进行外部振动的相位与可动部的振动的相位的相位比较，输出与相位差对应的控制电压；以及谐振调整单元，其具备负载电阻，负载电阻根据控制电压而变化，由此调整振动发电元件的谐振。

技术研发人员：年吉洋,本间浩章,三屋裕幸
受保护的技术使用者：国立大学法人东京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5