CN206834817U - 一种充电电路及其可穿戴电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于可穿戴电子产品的充电电路，其包括电能转换器件，电池，以及整流电路；该电能转换器件将外部能源转化为电流后，通过整流电路滤波，形成直流电给电池充电。本实用新型的有益效果在于，由于该电能转换器件本身不消耗任何电量，反而可以由外部压力或热量而产生电量，因此，可以在使用过程中，自动对电池补充电能，不但可以提升电池的续航能力，增加可穿戴电子产品的便携性，而且还能节约能源，绿色环保。

Description

一种充电电路及其可穿戴电子产品

【技术领域】

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电电路及其可穿戴电子产品。

【背景技术】

随着电子技术的发展，可穿戴类电子产品给用户带来了新的体验。

但是，对于消费型的电子产品来说，一方面，考虑到其便携性，在体积上都会尽量做到轻薄，如此，其内置电池的体积就不可能太大，电池的储电能力就会受到限制。但是，另一方面，为满足用户的需求，其功能是在不断的丰富和增加的，如此，则该电子产品会更加耗电。

上述矛盾的存在，使得用户在使用消费型电子产品时，只能通过缩短两次充电的间隔时间来解决。但是，如果没能及时充电或者用户忘记充电，则会给使用带来不便。

【发明内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以自动给电池补充电能的充电电路及其可穿戴设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种充电电路，用于可穿戴电子产品，其包括：电能转换器件，电池，以及整流电路；该电能转换器件将外部能源转化为电流后，通过整流电路滤波，形成直流电给电池充电。

另一方面，本实用新型提供一种可穿戴电子产品，其包括权利要求上述中任意一项个充电电路。

本实用新型的有益效果在于，由于该电能转换器件本身不消耗任何电量，反而可以由外部压力或热量而产生电量，因此，可以在使用过程中，自动对电池补充电能，不但可以提升电池的续航能力，增加可穿戴电子产品的便携性，而且还能节约能源，绿色环保。

【附图说明】

图1本实用新型具体实施方式提供的一种用于可穿戴电子设备的充电电路的电路原理图；

图2具备压电效应的材料产生压电效应的示意图。

附图标记：

电能转换器件	10
		电池	20
整流电路	30
		第一二极管支路	31
第二二极管支路	32
		二极管	D1，D2，D3，D4
电容	C1

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参看图1，本实用新型具体实施方式提供的一种用于可穿戴电子设备的充电电路。该充电电路包括：电能转换器件10，电池20，以及整流电路30。该电能转换器件10将外部能源转化为电流后，通过整流电路30滤波，形成直流电给电池20充电。该电池10可以是锂电池类的电池也可以是储能电容。

该整流电路30包括：并联连接于电池正负极之间的第一二极管支路31以及第二二极管支路32。

其中，该第一二极管支路31包括两个串联连接的二极管D1和D3，二极管D1的负极连接于电池20的正极，二极管D3的正极连接于电池20的负极。该第二二极管支路32包括两个串联连接的二极管D2和D4，二极管D2的负极连接于电池20的正极，二极管D4的正极连接于电池20的负极。

该电能转换器件10的两端分别连接于该第一二极管支路31的中间节点，和该第二二极管支路32的中间节点上。具体的，电能转换器件10的一端连接于二极管D1和D3之间的节点；电能转换器件10的另一端连接于二极管D2和D4之间的节点。

具体的，该电能转换器件10是将外部的压力或热量转化成电能的部件。其可以由电能转换材料做成，如采用压电材料、热电材料或者同时具备压电和热电效应的材料。如：同时具备压电和热电效应的聚合物聚偏氟乙烯压电薄膜(PVDF，PolyvinylideneFluoride)，该材料制成的部件，在电路中并不消耗电能；同时由于具备压电特性和热电特性，因此可以将来自于外部的压力或热量转化成电能储备于电池中；并且还具备良好的柔性，适合用于可穿戴类的产品上，与人体贴合。

优化的，该充电电路还包括：电容C1，该电容C1与该整流电路30并联连接于该电池20的两端。该电容C1起到降低交流点的电流纹波的稳压作用。

压电效应是指，当某些材料受到外界的机械应力时，材料的表面产生电荷，并且数量与应力的大小成正比，称这种材料为压电材料。通常的压电材料分为：压电晶体，压电陶瓷和压电聚合物。热电效应和压电效应发电原理类似，只是激发源由应力换成了热量。当具有热电效应的材料收到外界温度的影响时，在其表面会产生相应的电荷，并且数量与温度的高低成正比。在本实用新型的具体实施方式中，充电电路即是利用电能转换器件具备的压电效应和/或热电效应进行发电的。

请参看图2，当该电能转换器件10采用压电材料时，应力F是垂直于x-y平面沿z轴方向施加于该压电材料上，那么在压电材料上的与z轴的垂直的上下两个表面就会产生电荷Q，该电荷Q与应力F成正比关系，公式如下：

Q＝d33*F(t)

等效成电压为：

其中：Q是因压力而产生的电荷数量；d33是压电材料的压电应变常数；F(t)是沿z轴方向施加于该压点材料上的的外部应力；C是该压电材料的等效电容。

当该电能转换器件10采用热电材料时，该材料本身可以由外部热能而产生感应电量。其热能-电量计算关系为：

Q＝P*S*T

等效成电压为：

其中：Q是因压力而产生的电荷数量；P是该热电材料固有特性参数；S是该热电材料的表面积；T是作用于该热电材料表面的温度，绝对温度值，单位为：开尔文；C是热电材料的等效电容。在上述参数中，P、S、C均可看做是常量，因此，输出的电压U就和温度T成正比。

工作时，用户佩戴该可穿戴电子产品，该可穿戴电子产品与人体贴合，该电能转换器件10与人体贴合，接受到来自于人体的压力以及热量，该电能转换器件10将该压力或热量转化为电能。同时由于该压力和热量不稳定，因此，转化后的电能的电流或电压也是在时刻发生变化的，表现出交流特性。经过整流电路30滤波后，转换成稳定的直流电，给电池20充电。

由于该电能转换器件10本身不消耗任何电量，反而可以由外部压力或热量而产生电量，可以在使用过程中对电池10补充电能，不但可以提升电池的续航能力，增加可穿戴电子产品的便携性，而且还能节约能源，绿色环保。

上述具体实施方式说明但并不限制本实用新型，本领域的技术人员能在权利要求的范围内设计出多个可代替实例。所属领域的技术人员应该意识到，对在没有违反如所附权利要求书所定义的本实用新型的范围之内，可对具体实现方案做出适当的调整、修改等。因此，凡依据本实用新型的精神和原则，所做的任意修改和变化，均在所附权利要求书所定义的本实用新型的范围之内。

Claims (9)

1.一种充电电路，用于可穿戴电子产品，其特征在于，该充电电路包括：电能转换器件，电池，以及整流电路；

该电能转换器件将外部能源转化为电流后，通过整流电路滤波，形成直流电给该电池充电。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该整流电路包括：并联连接于电池正负极之间的第一二极管支路以及第二二极管支路。

3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，该电能转换器件的两端分别连接于该第一二极管支路的中间节点，和该第二二极管支路的中间节点上。

4.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，该第一二极管支路包括两个串联连接的二极管D1和D3，二极管D1的负极连接于电池的正极，二极管D3的正极连接于电池的负极；

该第二二极管支路包括两个串联连接的二极管D2和D4，二极管D2的负极连接于电池的正极，二极管D4的正极连接于电池的负极。

5.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，该电能转换器件的一端连接于二极管D1和D3之间的节点；该电能转换器件的另一端连接于二极管D2和D4之间的节点。

6.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该电能转换器件是将外部的压力或热量转化成电能的部件，由具备压电效应、热电效应或者同时具备压电和热电效应的材料构成。

7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于，该电能转换器件由具备压电和热电效应的聚合物聚偏氟乙烯压电薄膜构成。

8.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包括：电容C1，该电容C1与该整流电路并联连接于该电池的两端。

9.一种可穿戴电子产品，其特征在于，该可穿戴电子产品包括权利要求1至8中任一项权利要求所述的充电电路。