CN112421798A - 利用暗子发电的装置及移动终端 - Google Patents

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CN112421798A CN201910727406.2A CN201910727406A CN112421798A CN 112421798 A CN112421798 A CN 112421798A CN 201910727406 A CN201910727406 A CN 201910727406A CN 112421798 A CN112421798 A CN 112421798A
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林金红
郑世杰
张立福
李文华
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Abstract

本发明公开一种利用暗子发电的装置及移动终端，其包括：若干接收宇宙微波背景辐射并进行发电的发电单元，若干发电单元均包括：用于接收频率为4.08Ghz的宇宙微波背景辐射的天线，以及用于对天线接收的信号进行整流倍压处理的调整模块；天线的输出端与调整模块的输入端连接；若干发电单元的天线在同一空间中呈任意排布且相互不导通；若干发电单元呈串联和/或并联连接。由于暗子不受任何遮挡物的阻挡，发电装置中的天线可以任意排布。充满宇宙的暗子会透过天线或者间隙，被各个天线接收，从而使得整个发电装置的体积小，发电量大，适于为移动终端(如手机)、路灯、手电筒照明灯等供电。

Description

利用暗子发电的装置及移动终端
技术领域
本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种利用暗子发电的装置及移动终端。
背景技术
无线电波发电和太阳能发电，其共同特点都是用电磁波进行发电，都是将电磁波转化为电能。通过太阳能或者电磁波的发电方式，由于太阳能和电磁波存在方向性，因此，无论是太阳能还是电磁波的发电装置，其发电量大小主要取决于受射发电装置的表面积大小。此类发电装置的最大缺点是只能在没有遮挡物的一个平面上收集能量，因而只能在二维层面上进行电能转化，没法进行立体叠加，导致场地空间利用率低，从而导致这类发电装置成本上升。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种利用暗子发电的装置，旨在能够利用宇宙的微波背景辐射各向同性，充满宇宙，且不受任何遮挡物阻挡的特性，以进行发电，减小装置的占用面积，降低发电装置的成本，提升利用率。
为实现上述目的，本发明提出的利用暗子发电的装置，包括若干接收宇宙微波背景辐射并进行发电的发电单元，若干所述发电单元均包括：用于接收频率为4.08Ghz的宇宙微波背景辐射的天线，以及用于对天线接收的信号进行整流倍压处理的调整模块；所述天线的输出端与所述调整模块的输入端连接；若干所述发电单元的天线在同一空间中呈任意排布且相互不导通；若干所述发电单元呈串联和/或并联连接。
优选地，所述调整模块包括：用于对天线接收到的信号进行滤波处理的滤波单元，用于对电压进行整流的整流单元；其中，所述滤波单元的输入端与所述天线连接，所述滤波单元的输出端与所述整流单元的输入端连接。
优选地，所述滤波单元包括第一电容和第一电感，所述第一电容和第一电感串联并与所述天线的输出端连接。
优选地，所述整流单元包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，其中，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述第三二极管与所述第四二极管之间的节点接地，所述第一二极管与所述第二二极管之间的节点作为所述整流单元的输入端与所述滤波单元输出端连接；所述第二二极管与所述第三二极管之间的节点接地，所述第一二极管与所述第四二极管之间的节点作为所述电压输出端。
优选地，还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述电压输出的正极连接，所述第二电容的第二端与所述电压输出端的负极连接。
优选地，还包括电源管理模块，所述电源管理模块的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接，所述电源管理模块的输出端作为整个发电装置的输出端与用电产品连接。
优选地，所述调整模块还包括稳压单元，所述电源管理模块包括稳压单元，所述稳压单元包括：mos管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第一电阻，所述mos管的漏极与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接，且是mos管的漏极作为发电装置的输出端，所述mos管的源极接地，所述mos管的栅极经所述第一电阻接地，所述第五二极管、第六二极管和第七二极管串联，且所述第五二极管的阳极与mos管的漏极连接，所述第七二极管的阴极与mos管的栅极连接。
优选地，电源管理模块还包括储能单元，所述储能单元的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接。
优选地，所述天线弯曲折叠呈平板状，若干所述发电单元之间的天线呈间距设置且依次叠加。
优选地，所述发电单元的调整模块为集成电路，所述天线贴附于所述集成电路上，若干所述集成电路呈依次叠加且天线相互不导通。
为了克服上述提出的问题，本发明还提供一种移动终端，该移动终端包括若干上述的利用暗子发电的装置，若干发电装置串联和/或并联，为移动终端供电。
本发电装置中的各个发电单元独立发电，并根据具体的应用需要，发电单元之间进行串联、并联或者串并联的连接方式。由于暗子不受任何遮挡物的阻挡，因此，发电装置中的天线可以任意排布，可以并行排列呈一个平面，也可以依次叠加，只要确保天线之间具有间隙且相互不导通即可。这样，充满宇宙的暗子会透过天线或者间隙，被各个天线接收，从而使得整个发电装置的体积小，发电量大，适于为移动终端(如手机)、路灯、手电筒照明灯等供电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的利用暗子发电的装置的模块图；
图2为本发明提供的利用暗子发电的装置的电路图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现来自宇宙的微波背景辐射。宇宙微波背景辐射的波长为7.35cm，频率为4.08Ghz，该频率非常稳定，各向同性，充满整个宇宙。同时，在贝尔实验室的实验过程中，两位诺贝尔奖获得者发现，任何遮挡方式都无法阻拦天线1接收宇宙背景辐射。通过太阳能发电原理推导可知，这种宇宙背景辐射波也就是一种粒子。另一方面，根据波粒二象性我们也可得知，宇宙背景辐射波就是一种粒子。同时，在《终极物理学》一书中也认为宇宙背景辐射是充满宇宙的，如同空气分子充满宇宙各个角落，并且各向同性，传播方向为各个方向，没有方向的约束，不受任何遮挡物的影响，没有时间的约束，全天24小时都在随机运动。该书将该宇宙背景辐射命名为暗子，同时计算出暗子的运动速度为光速3x108m/s，暗子的半径为3.6667x10-20m，暗子的能量为2.702649688x10-24J，暗子的质量为3.0052 x10-41kg；暗子的能量密度为4.0293x109J/m3，暗子的质量密度为4.4771 x10-8kg/m3，暗子的数量密度为1.49x1033个/m3。
应当说明的是，本发明引用《终极物理学》中的定义，暗子即宇宙微波背景辐射，该辐射的频率为4.08Ghz。宇宙背景辐射各向同性，充满宇宙，由于粒子足够小而能够穿透任何遮挡物，而不受遮挡物的阻挡的理论基础。本发明基于上述理论基础，提出一种利用暗子(即宇宙微波背景辐射，下同)发电的发电装置。该发电装置包括若干接收宇宙微波背景辐射并进行发电的发电单元。若干发电单元均包括：用于接收频率为4.08Ghz的宇宙微波背景辐射的天线1，以及用于对天线1接收的信号进行整流处理的调整模块2。天线1的输出端与调整模块2的输入端连接。若干发电单元的天线1在同一空间中呈任意排布且相互不导通。若干发电单元串联和/或并联连接。
利用暗子发电的装置，该发电装置包括若干发电单元，即数量可以是一个或者一个以上发电单元。各发电单元均包括天线1和调整模块2。天线1接收固定频率为4.08Ghz的宇宙微波背景辐射。由于接收的频率是固定的，因此本发明的天线1相对现有技术中宽频接收要短，减少占用面积，实现小型化，更应用范围广，尤其是应用在移动终端4等设备上。本发电装置中的各个发电单元独立发电，并根据具体的应用需要，发电单元之间进行串联、并联或者串并联的方式连接。由于暗子不受任何遮挡物的阻挡，因此，发电装置中的天线1可以任意排布，天线1之间可以在同一个平面上并行排列，也可以依次叠加，只要确保天线1之间具有间隙且相互不导通即可。这样，充满宇宙的暗子会透过天线1或者通过天线1之间的间隙，被各个天线1接收。
在本实施例中，为了减少发电装置的占用面积，优选地，天线1弯曲折叠呈平板状，排布时若干发电单元之间的天线1呈间距设置且依次叠加。这样，天线1叠加的数量越多，发电量越大，而无须像现有的太阳能发电那样，受限于太阳能板的受射表面积。此外，由于暗子的粒子足够小，因此，天线1之间的间隙可以做的很小，从而使得整个发电装置的体积减小，且叠加的数量越多，发电量越大，适于为移动终端4、路灯、手电筒照明灯等供电。
在其他的变形实施例中，为了进一步减少发电装置的占用面积，优选地，发电单元的调整模块2设为集成电路，天线1贴附于集成电路上，若干集成电路呈依次叠加且天线1相互不导通。天线1与集成电路结合的方式有多种，如通过印刷的方式将铜敷设在集成电路上或者是表面，以实现天线1与集成电路的结合，实现占用面积最小化。与上述实施例手段相同，将集成电路依次叠加，实现表面积不变，向纵深方向叠加，叠加的数量越多，最后输出的电压值越大。由于集成电路之间的间隙也可以做得很小，从而使得整个发电装置的体积变小。
调整模块2包括：用于对天线接收到的信号进行滤波处理的滤波单元21，用于对电压进行整流处理的整流单元22；其中，所述滤波单元21的输入端与所述天线1连接，所述滤波单元21的输出端与所述整流单元22的输入端连接。
为了能够去除干扰的信号，本发明还包括用于滤波的滤波单元21，该滤波单元21设在天线1后端，其输入端与天线1的输出端连接，能够将4.08Ghz之外的干扰电磁波信号进行滤除。应该说明的是，滤波单元21的电路可以为多种变形，只要其能够实现滤波即可，在本实施例中，滤波单元21包括第一电容C1和第一电感L1，所述第一电容C1和第一电感L1串联并与所述天线1的输出端连接。
整流单元22用于将滤波模块3输出的电压进行整流处理，以得到直流电。应当说明的是，整流单元22的具体电路结构有很多种，如半波整流、全波整流、桥式整流等，只要其能够实现将交流电变成直流电即可。在本实施例中，整流单元22包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，其中，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阳极连接，第四二极管D4的阴极与第一二极管D1的阴极连接，第三二极管D3与第四二极管D4之间的节点接地，第一二极管D1与第二二极管D2之间的节点作为整流单元22的输入端与滤波单元输出端连接；第二二极管D2与第三二极管D3之间的节点作为电压输出的负极，第一二极管D1与第四二极管D4之间的节点作为电压输出端VoutN(N为1…N，下同)的正极。在本实施例中，经过整流后的电压为0.2V。若干个发电单元串联和/或并联之后，为用电产品供电。
进一步地，整流单元22还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与发电单元的电压输出端VoutN连接，第二电容C2的第二端接地。
进一步地，发电装置还包括电源管理模块3，用于将发电装置产生的电压进行稳压调整呈符合用电产品需求。所述电源管理模块3的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接，所述电源管理模块3的输出端作为整个发电装置的输出端与用电产品连接。
进一步地，为了避免当该发电装置移动到强电磁环境下时，整流后的电压过高而击穿后级应用电路，在本实施例中，电源管理模块3还包括稳压单元31，稳压单元31包括：mos管Q、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第一电阻R1，mos管Q的漏极与整流单元22的输出端连接，且是mos管Q的漏极作为发电装置的输出端，mos管Q的源极接地，mos管Q的栅极经第一电阻R1接地，第五二极管D5、第六二极管D6和第七二极管D7串联，且第五二极管D5的阳极与mos管Q的漏极连接，第七二极管D7的阴极与mos管Q的栅极连接。这样，稳压单元31保证整流后的电压始终稳定在固定范围内，从而给后级终端应用设备提供稳定的电压源。
进一步地，电源管理模块3还包括储能单元32，储能单元32的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接。
进一步地，为了能够实现电能存储，在本实施例中，发电装置还包括储能单元24，储能单元24的输入端与发电单元的电压输出端连接。该储能单元24能够将发电装置产生的电能进行存储，为移动终端4等电器使用。
本发明还提供一种移动终端4，该移动终端4包括若干上述的发电装置。发电装置的数量可以根据移动终端4具体的电压要求进行设置。移动终端4应当说明的是，移动终端4可以是手机、笔记本电脑等智能化的移动终端4。当然，发电装置也可以应用在日常的手电筒等照明设备。应当说明的是，由于暗子的粒子足够小，当发电装置应用于移动终端4等产品上时，可以设置在封闭的空间内，如手机壳内。发电装置中的电线可以不受手机壳等遮挡物影响，正常接收空间中的暗子，并利用暗子发电。这样，移动终端4等产品的设计时，在电池外表面设置发电装置即可，且产品的外观也可以不受发电装置的影响。移动终端4也可以不需要外接充电，也可以保证供电。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用暗子发电的装置，其特征在于，包括若干接收宇宙微波背景辐射并进行发电的发电单元，若干所述发电单元均包括：用于接收频率为4.08Ghz的宇宙微波背景辐射的天线，以及用于对天线接收的信号进行滤波和整流处理的调整模块；所述天线的输出端与所述调整模块的输入端连接；若干所述发电单元的天线在同一空间中呈任意排布且相互不导通；若干所述发电单元呈串联和/或并联连接。
2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述调整模块包括：用于对天线接收到的信号进行滤波处理的滤波单元，用于对电压进行整流处理的整流单元；其中，所述滤波单元的输入端与所述天线连接，所述滤波单元的输出端与所述整流单元的输入端连接。
3.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述整流单元包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，其中，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述第三二极管与所述第四二极管之间的节点接地，所述第一二极管与所述第二二极管之间的节点作为所述整流单元的输入端与所述滤波单元输出端连接；所述第二二极管与所述第三二极管之间的节点接地，所述第一二极管与所述第四二极管之间的节点作为所述电压输出端。
4.如权利要求3所述的发电装置，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述电压输出端连接，所述第二电容的第二端接地。
5.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，还包括电源管理模块，所述电源管理模块的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接，所述电源管理模块的输出端作为整个发电装置的输出端与用电产品连接。
6.如权利要求5所述的发电装置，其特征在于，所述电源管理模块包括稳压单元，所述稳压单元包括：mos管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第一电阻，所述mos管的漏极与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接，且是mos管的漏极作为发电装置的输出端，所述mos管的源极接地，所述mos管的栅极经所述第一电阻接地，所述第五二极管、第六二极管和第七二极管串联，且所述第五二极管的阳极与mos管的漏极连接，所述第七二极管的阴极与mos管的栅极连接。
7.如权利要求5所述的发电装置，其特征在于，所述电源管理模块还包括储能单元，所述储能单元的输入端与若干所述发电单元串联和/或并联的之后的输出端连接。
8.如权利要求1～5任一项所述的发电装置，其特征在于，所述天线弯曲折叠呈平板状，若干所述发电单元之间的天线呈间距设置且依次叠加。
9.如权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述发电单元的调整模块为集成电路，所述天线贴附于所述集成电路上，若干所述集成电路呈依次叠加且天线相互不导通。
10.一种移动终端，其特征在于，包括若干如权利要求1至9任一项所述的利用暗子发电的装置，若干发电装置串联和/或并联，为移动终端供电。
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