KR100951592B1 - Self power generating apparatus for portable electronic equipments - Google Patents

Self power generating apparatus for portable electronic equipments Download PDF

Info

Publication number
KR100951592B1
KR100951592B1 KR1020080000036A KR20080000036A KR100951592B1 KR 100951592 B1 KR100951592 B1 KR 100951592B1 KR 1020080000036 A KR1020080000036 A KR 1020080000036A KR 20080000036 A KR20080000036 A KR 20080000036A KR 100951592 B1 KR100951592 B1 KR 100951592B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electronic device
piezoelectric
casing
self
ring
Prior art date
Application number
KR1020080000036A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090074303A (en
Inventor
백종후
이영진
김창일
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020080000036A priority Critical patent/KR100951592B1/en
Publication of KR20090074303A publication Critical patent/KR20090074303A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100951592B1 publication Critical patent/KR100951592B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186—Vibration harvesters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H02K99/10—Generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 휴대폰, PDA, PMP 등 사용자가 휴대하는 전자기기의 내부에 설치되어 휴대중에 전자기기에 가하여지는 진동에 의하여 전자기기에 요구된 전기적인 에너지를 얻기 위한 휴대용 전자기기의 자가발전장치를 제공한다. 휴대용 전자기기(10)내에 설치되는 자가발전장치는 내부중심에 고정원반체(16)가 고정되고 커버(12)로 밀폐되는 케이싱(14), 상기 고정원반체(16)의 주면에는 일정한 간격을 두고 배치되며 압전소자(28)와 전극(26)(26')으로 구성되는 다수의 압전체(20), 상기 케이싱(14)의 내부에서 주면에 배치된 상기 압전체(20)를 포함하는 상기 고정원반체(16)의 직경 보다 큰 직경을 가지고 동심원상으로 배치된 상태에서 진동에 의하여 상기 압전체(20)에 충돌할 수 있게 된 링형 진동체(22)와, 상기 링형 진동체(22)를 상기 케이싱(14)에 대하여 유동가능하게 지지된 상태에서 현가되도록 상기 링형 진동체(22)와 상기 케이싱(14)을 연결하는 수개의 스프링(24)으로 구성된다.The present invention provides a self-powered device of a portable electronic device for obtaining the electrical energy required by the electronic device by vibration applied to the electronic device while being carried inside the mobile device, such as a mobile phone, PDA, PMP, etc. do. The self-power generation apparatus installed in the portable electronic device 10 includes a casing 14 in which a fixed disk 16 is fixed to an inner center and sealed by a cover 12, and a predetermined interval on a main surface of the fixed disk 16 is fixed. The fixed disk including a plurality of piezoelectric elements 20 and piezoelectric elements 20 disposed on a main surface of the casing 14 and arranged in a plurality of piezoelectric elements 28 and electrodes 26 and 26 '. The casing includes a ring vibrator 22 and a ring vibrator 22 which can collide with the piezoelectric body 20 by vibrating in a state concentrically arranged with a diameter larger than the diameter of the sieve 16. It is composed of several springs 24 connecting the ring-shaped vibrating body 22 and the casing 14 so as to be suspended in a fluidly supported state with respect to 14.

휴대용 전자기기, 압전체, 링형 진동체. Portable electronics, piezoelectric, ring vibrating bodies.

Description

휴대용 전자기기의 자가발전장치 {SELF POWER GENERATING APPARATUS FOR PORTABLE ELECTRONIC EQUIPMENTS} Self-Generation Device for Portable Electronic Devices {SELF POWER GENERATING APPARATUS FOR PORTABLE ELECTRONIC EQUIPMENTS}

본 발명은 휴대용 전자기기의 자가발전장치에 관한 것으로, 특히 휴대폰, PDA, PMP, 리모콘 등 사용자가 휴대하는 전자기기의 내부에 설치되어 휴대중에 전자기기에 가하여지는 진동에 의하여 전자기기에 요구된 전기적인 에너지를 얻기 위한 휴대용 전자기기의 자가발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-generating device of a portable electronic device. In particular, a mobile device, PDA, PMP, remote control, etc., which is installed inside an electronic device that a user carries and is required to have an electrical The present invention relates to a self-powered device of a portable electronic device for obtaining energy.

일반적으로 휴대폰, PDA, PMP, 리모콘 등의 휴대용 전자기기는 이들 전자기기에 요구된 전기적인 에너지의 공급을 위한 충전형의 배터리를 구비한다. BACKGROUND In general, portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, PMPs, remote controllers, and the like have rechargeable batteries for supplying electrical energy required for these electronic devices.

이러한 전자기기의 배터리는 전자기기의 사용에 따라서 전압이 낮아지므로 전자기기의 디스플레이에 표시되는 배터리전원의 레벨표시에 따라서 충분히 충전된 새로운 배터리로 교환해주어야 한다. 물론 전자기기로부터 분리된 배터리는 별도의 충전기에서 충전되어야 한다. Since the battery of the electronic device has a lower voltage according to the use of the electronic device, the battery of the electronic device should be replaced with a new battery sufficiently charged according to the level indication of the battery power displayed on the display of the electronic device. Of course, the battery separated from the electronics must be charged in a separate charger.

이와 같이 배터리를 교환하여 사용되는 휴대용 전자기기는 사용환경에 따라서 배터리의 사용이 매우 불편한 경우가 있다. 예를 들어, 사용자가 전자기기의 디스플레이에 표시된 낮은 레벨의 배터리전원표시를 확인하지 못하고 또한 새로운 충 전된 배터리를 예비적으로 휴대하고 있지 않아 배터리전원의 소진에 미처 대처하지 못하는 경우, 전자기기를 필요할 때 사용하지 못하는 불편을 감수하여야 한다. As such, the portable electronic device used to replace the battery may be very inconvenient depending on the usage environment. For example, if a user does not see the low level battery power indication on the display of the electronic device and does not carry a new charged battery preliminarily and cannot cope with running out of battery power, You must accept the inconvenience of not using it.

전자기기에 사용하기 위하여 준비된 보조 배터리는 일반적으로 가정이나 사무실 등에 고정적으로 설치되어 사용되는 충전기에서 충분히 충전된 상태로 준비되지만, 사용자가 휴대하고 있는 전자기기에 결합되어 사용되는 배터리의 전원이 전자기기에 사용될 수 없는 레벨로 소모되었을 때에는 상업적으로 구비되어 있는 충전기를 이용하여 전자기기에 결합된 배터리를 충전하여야 하며 이러한 충전시간동안에는 전자기기를 사용할 수 없는 불편이 있었다.Auxiliary batteries prepared for use in electronic devices are generally prepared in a sufficiently charged state in a charger that is fixedly installed and used in a home or office, but the power of a battery used in conjunction with an electronic device carried by a user is When consumed to a level that can not be used to charge the battery coupled to the electronic device using a commercially available charger, there was a inconvenience that you can not use the electronic device during this charging time.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 예를 들어, 휴대폰, PDA, PMP, 리모콘 등 사용자가 휴대하는 전자기기에 상기 언급된 바와 같은 교체형 배터리를 사용함이 없이, 전자기기의 내부에 설치하여 휴대중에 전자기기에 가하여지는 진동에 의하여 전자기기에 요구된 전기적인 에너지를 얻을 수 있도록 한 휴대용 전자기기의 자가발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, the invention was made in view of the foregoing, and for example, an electronic device without using a replaceable battery as mentioned above in an electronic device carried by a user such as a mobile phone, a PDA, a PMP, a remote control, and the like. It is an object of the present invention to provide a self-powered device for portable electronic devices installed inside the device to obtain the electrical energy required by the electronic device by the vibration applied to the electronic device during the portable.

이를 위하여, 본 발명에 의한 자가발전장치는 휴대용 전자기기 내에 설치되어 이의 전원으로 사용되며, 밀폐된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부중심에 고정되는 고정원반체와, 상기 고정원반체의 주면에 일정한 간격을 두고 배치되며 각각 압전소자와 복수의 전극으로 구성되는 복수의 압전체와, 상기 고정원반체의 직경보다 더 큰 직경을 가지고 상기 고정원반체와 동심원상으로 배치되어 발생한 진동에 의하여 상기 복수의 압전체에 충돌하도록 되는 링형 진동체와, 상기 링형 진동체가 상기 케이싱에 대하여 유동가능하게 지지된 상태에서 현가되도록 상기 링형 진동체와 상기 케이싱을 연결하는 복수의 스프링을 포함할 수 있다. To this end, the self-power generation apparatus according to the present invention is installed in a portable electronic device and used as a power source thereof, and includes a closed casing, a fixed disk body fixed to the inner center of the casing, and a predetermined interval on a main surface of the fixed disk body. And a plurality of piezoelectric elements each having a piezoelectric element and a plurality of electrodes, and having a diameter larger than the diameter of the fixed disk body and being arranged concentrically with the fixed disk body to the plurality of piezoelectric bodies. It may include a ring-shaped vibrating body to be collided, and a plurality of springs connecting the ring-shaped vibrating body and the casing so that the ring-shaped vibrating body is suspended in a state in which the ring-shaped vibrating body is fluidly supported with respect to the casing.

또한, 상기 자가발전장치는 상기 압전체의 전극에 연결되어 상기 압전체에서 발생되는 전위차를 입력받아 전압을 충전하는 전기회로부를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 전기회로부는 상기 전위차를 인가받아 직류전류로 정류하는 정류회로부와, 상기 정류회로로부터의 출력전압을 펄스폭 변조(PWM) 방식으로 변조하여 이를 소정 크기의 전압으로 조절하는 PWM 변조부와, 상기 조절된 전압을 인가받아 이를 충전하는 충전소자를 포함할 수 있다.The self-generating device may further include an electric circuit unit connected to an electrode of the piezoelectric body to receive a potential difference generated from the piezoelectric body and charge a voltage, wherein the electric circuit unit is rectified by a DC current by receiving the potential difference. A rectifier circuit unit, a PWM modulator for modulating the output voltage from the rectifier circuit in a pulse width modulation (PWM) scheme to adjust the voltage to a predetermined magnitude, and a charging device that receives the regulated voltage and charges it; Can be.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail based on the accompanying drawings as follows.

도 1은 본 발명 자가발전장치가 사용되는 휴대용 전자기기(10)를 개략적으로 보인 것이다. 이러한 전자기기(10)는 예를 들어 사용자가 휴대하는 휴대폰, PDA, PMP, 리모콘 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되지 아니한다. 1 schematically shows a portable electronic device 10 in which the present invention self-powered apparatus is used. The electronic device 10 may include, for example, a mobile phone, a PDA, a PMP, a remote control, etc., which the user carries, but is not limited thereto.

도 1을 참조하면, 개략적으로 보인 전자기기(10)에 점선으로 도시한 부분은 본 발명의 일 실시예로서 자가발전장치의 장착부분을 나타내지만, 전자기기(10)의 내부에 이러한 자가발전장치가 장착되는 위치는 이와 같이 특정하게 한정되지 아니하며 전자기기(10) 내의 모든 위치에 장착될 수 있다.Referring to FIG. 1, a portion shown by a dotted line in the electronic device 10 schematically shows a mounting portion of a self-powered device as an embodiment of the present invention, but such a self-powered device inside the electronic device 10. The mounting position is not particularly limited as such, and may be mounted at any position in the electronic device 10.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 자가발전장치는 전자기기(10)의 내부에 설치되며 커버(12)로 밀폐되는 사각형 단면의 케이싱(14) 내에 구성된다. 이러한 케이싱(14)의 내부중심에는 고정원반체(16)가 지지대(18)에 의하여 고정된다. 고정원반체(16)의 주면에는 예를 들어 톱니형태로 일정한 간격을 두고 다수의 압전체(20)가 배치된다. 또한, 케이싱(14)의 내부에는 주면에 배치된 압전체(20)를 포함하는 고정원반체(16)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 링형의 진동체(22)가 동심원상으로 배치되고, 이러한 링형 진동체(22)는 케이싱(14)의 모서리에 고정된 복수의 스프링(24)에 의하여 유동가능하게 지지된다.2 and 3, the self-power generation apparatus according to the present invention is installed in the casing 14 having a rectangular cross section installed inside the electronic device 10 and sealed by the cover 12. The fixed disk 16 is fixed to the inner center of the casing 14 by the support 18. On the main surface of the stationary disk 16, a plurality of piezoelectric bodies 20 are arranged at regular intervals in the form of a sawtooth, for example. Further, inside the casing 14, a ring-shaped vibrating body 22 having a diameter larger than the diameter of the fixed disk body 16 including the piezoelectric body 20 disposed on the main surface thereof is arranged concentrically. The sieve 22 is fluidly supported by a plurality of springs 24 fixed to the edges of the casing 14.

압전체(20)는 도 5에 상세히 도시된 바와 같이 외측면과 내측면에 전극(26)(26')이 부착된 압전소자(28)로 구성된다. 이러한 압전소자(28)의 조성은 크리스탈, 압전세라믹 및 압전복합소재의 적어도 어느 하나 이상으로 될 수 있고, 또한 본 발명에서는 이에 한정되지 아니하고 압전특성을 나타내는 물질이면 모두 가능하다. 예를 들어, 이러한 조성은 Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중의 적어도 어느 하나 이상으로 제조될 수 있다.The piezoelectric body 20 is composed of a piezoelectric element 28 having electrodes 26 and 26 'attached to outer and inner surfaces thereof, as shown in detail in FIG. The piezoelectric element 28 may be composed of at least one of a crystal, a piezoceramic material, and a piezoelectric composite material, and the present invention is not limited thereto and may be any material that exhibits piezoelectric properties. For example, such a composition may include Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Zn, Nb) O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Ni, Nb) O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 + PDF polymers, may be made of Pb (Zr, Ti) O 3 + silicone polymer and Pb (Zr, Ti) O 3 + at least any one of an epoxy polymer.

상기 압전체(20)는 이로부터 발생되는 전기에너지를 수집하는 소정의 전기회로에 연결되며, 이러한 전기회로의 예는 도 5 및 도 6에 도시된다. The piezoelectric body 20 is connected to a predetermined electrical circuit for collecting electrical energy generated therefrom, examples of which are shown in FIGS. 5 and 6.

이러한 전기회로는 압전체(20)의 두 전극(26)(26')이 연결되는 전하량 수집회로(30), 그리고 이에 차례로 연결되는 제어부(32)와 충전부(34)로 구성된다. 도 6을 참조하면, 전하량 수집회로(30)는 통상적인 브릿지 다이오드회로(D1-D4)로 구 성되어 인가된 교류 입력을 직류로 정류한다. 또한, 이를 인가받아 제어부(32)는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 방식으로 펄스 폭을 조절함으로써 직류 전압의 크기를 소정의 전압레벨로 조절하여 이를 캐패시터(C1, C2)로 구성되는 충전부(34)에 충전한다. 이렇게 충전부(34)에 충전된 전압은 전자기기의 전원으로 사용될 수 있다.The electric circuit includes a charge collection circuit 30 to which two electrodes 26 and 26 ′ of the piezoelectric body 20 are connected, and a control part 32 and a charging part 34 connected to the charge amount collecting circuit 30. Referring to FIG. 6, the charge collection circuit 30 is constituted by a conventional bridge diode circuit (D1-D4) to rectify the applied AC input to DC. In addition, the control unit 32 is applied to the control unit 32 by adjusting the width of the pulse by the pulse width modulation (PWM: Pulse Width Modulation) method to adjust the magnitude of the DC voltage to a predetermined voltage level it is composed of the capacitor (C1, C2) It is charged to 34. The voltage charged in the charging unit 34 may be used as a power source for the electronic device.

한편, 도 2-4를 참조하면, 링형 진동체(22)는 무게가 무거운 경질의 소재로 구성되고 케이싱(14)으로부터 연장된 스프링(24)에 의하여 유동가능하게 지지된 상태에서 현가(懸架)되어 그 상하측부가 커버(12)의 저면 또는 케이싱(14)의 상부면에 접촉하지 않도록 배치된다.On the other hand, referring to Figures 2-4, the ring-shaped vibrating body 22 is made of a heavy material of heavy weight and suspended in a state supported by the spring 24 extending from the casing 14 to be flowable The upper and lower sides thereof are disposed so as not to contact the bottom surface of the cover 12 or the upper surface of the casing 14.

이와 같은 본 발명의 자가발전장치는 예를 들어 사용자가 휴대하는 휴대폰, PDA, PMP, 리모콘 등을 포함하는 전자기기(10)내에 설치되어 사용되는 것으로, 전자기기(10)에는 휴대중에 사용자의 움직임에 의하여 크기에 차이가 있으나 연속적이거나 불연속적인 어떠한 형태의 충격이 가하여질 것이며, 이러한 상황은 도 4와 같이 도시될 수 있다. Such a self-powered device of the present invention is installed and used in an electronic device 10 including, for example, a mobile phone, a PDA, a PMP, a remote control, etc., which the user carries, and the electronic device 10 moves the user in the mobile device. By varying in size but a continuous or discontinuous impact of some form will be applied, this situation can be shown as shown in FIG.

도 4를 참조하면, 이러한 충격의 반작용으로 전자기기(10)내에 설치된 케이싱(14) 내의 링형 진동체(22)가 진동을 일으킨다. 케이싱(14) 내에 배치된 링형 진동체(22)는 케이싱(14)으로부터 연장된 수개의 스프링(24)에 의하여 유동가능하게 지지된 상태에서 현가되어 있고 그 상하측부가 커버(12)의 저면 또는 케이싱(14)의 상부면에 접촉하지 않도록 배치되어 있으므로, 전자기기(10)에 가하여지는 충격의 방향으로 반복적으로 진동하게 될 것이다. 이와 같은 링형 진동체(22)가 진동할 때 그 내면이 고정원반체(16)의 주면에 배치된 압전체(20)에 충돌하게 된다. 이러한 충돌은 링형 진동체(22)의 진동이 감쇄되어 그 내면이 압전체(20)에 접촉되지 않을 때까지 반복적으로 이루어질 것이다. 링형 진동체(22)에 의한 충돌로 압전체(22)는 그 압전소자(28)에서 전위차가 발생하게 되고 이는 압전소자(28)의 양측 전극(26)(26')을 통하여 도 6에서 보인 전기회로의 전하량 수집회로(30)에 인가되며, 이렇게 수집된 전기에너지는 상술한 바와 같이 제어부(32)와 충전부(34)를 거쳐 전자기기의 전원으로 사용될 수 있게 된다. Referring to FIG. 4, the ring-shaped vibrating body 22 in the casing 14 installed in the electronic device 10 causes vibration in response to the impact. The ring-shaped vibrating body 22 disposed in the casing 14 is suspended in a state in which it is movably supported by several springs 24 extending from the casing 14 and the upper and lower sides thereof are the bottom surface of the cover 12 or Since it is disposed so as not to contact the upper surface of the casing 14, it will be repeatedly vibrated in the direction of the impact applied to the electronic device (10). When the ring-shaped vibrator 22 vibrates, an inner surface thereof collides with the piezoelectric body 20 disposed on the main surface of the fixed disk 16. This collision will be repeated until the vibration of the ring-shaped vibrator 22 is attenuated so that its inner surface is not in contact with the piezoelectric body 20. Due to the collision caused by the ring-shaped vibrator 22, the piezoelectric element 22 has a potential difference in the piezoelectric element 28, which is shown in FIG. 6 through the electrodes 26 and 26 'on both sides of the piezoelectric element 28. Applied to the charge collection circuit 30 of the circuit, the electrical energy thus collected can be used as a power source of the electronic device through the control unit 32 and the charging unit 34 as described above.

도 7은 이와 같은 본 발명의 자가발전장치에 의하여 이루어지는 발전의 전압특성을 보이고 있으며, 도 8은 본 발명 자가발전장치의 충전전압특성을 보이고 있다. 이와 같은 본 발명에 있어서는 발전전압이 대략 ±15mV 이고 전자기기(10)에 공급되는 공급전력은 대략 10mW 이다.Figure 7 shows the voltage characteristics of the power generated by the self-generating device of the present invention, Figure 8 shows the charging voltage characteristics of the self-generating device of the present invention. In the present invention as described above, the power generation voltage is approximately ± 15 mV and the supply power supplied to the electronic device 10 is approximately 10 mW.

이와 같이, 본 발명은 예를 들어, 휴대폰, PDA, PMP 등 사용자가 휴대하는 전자기기에 교체형 배터리를 사용함이 없이, 전자기기의 내부에 설치하여 휴대중에 전자기기에 가하여지는 진동에 의하여 전자기기에 요구된 전기적인 에너지를 얻을 수 있도록 있는 휴대용 전자기기의 자가발전장치를 제공한다.As described above, the present invention is, for example, a mobile device, PDA, PMP, etc. without using a replaceable battery in the electronic device that the user carries, the electronic device by the vibration applied to the electronic device in the electronic device installed inside the electronic device The present invention provides a self-powered device for portable electronic devices capable of obtaining the electrical energy required by the present invention.

도 1은 본 발명 자가발전장치가 사용되는 휴대용 전자기기를 개략적으로 보인 설명도.1 is a schematic view showing a portable electronic device in which the present invention self-powered apparatus is used.

도 2는 본 발명 자가발전장치의 평면도.Figure 2 is a plan view of the present invention self-powered device.

도 3은 동 단면도.3 is a cross-sectional view of the same.

도 4는 본 발명 자가발전장치의 작동상태를 보인 평면도.Figure 4 is a plan view showing an operating state of the present invention self-powered device.

도 5는 본 발명 자가발전장치의 일부를 단면으로 확대표시하고 회로 일부를 블록으로 보인 설명도.5 is an explanatory view showing a portion of the present invention self-developed in a cross-sectional view and a portion of the circuit as a block.

도 6은 본 발명 자가발전장치에 포함되는 전기회로의 개략적인 회로도.6 is a schematic circuit diagram of an electric circuit included in the self-generating device of the present invention.

도 7은 본 발명 자가발전장치의 발전전압특성을 보인 그래프.Figure 7 is a graph showing the power generation voltage characteristics of the present invention self-powered device.

도 8은 본 발명 자가발전장치의 충전전압특성을 보인 그래프.Figure 8 is a graph showing the charging voltage characteristics of the present invention self-powered device.

도면의 주요부분에 대한 부호설명Explanation of Signs of Major Parts of Drawings

10... 전자기기 12... 커버10 ... electronics 12 ... cover

14... 케이싱 16... 고정원반체14 ... casing 16 ... fixed disk

20... 압전체 22... 링형 진동체20 ... Piezoelectric 22 ... Ring type vibrating body

24... 스프링 26, 26'... 전극24 ... spring 26, 26 '... electrode

28... 압전소자 30... 전하량 수집회로28. Piezoelectric element 30. Charge collection circuit

32... 제어부 34... 충전부32 ... control section 34 ... charging section

Claims (5)

휴대용 전자기기 내에 설치되어 이의 전원으로 사용되는 자가발전장치에 있어서,In a self-powered device installed in a portable electronic device used as its power source, 밀폐된 케이싱과;A sealed casing; 상기 케이싱의 내부중심에 고정되는 고정원반체와;A fixed disk body fixed to the inner center of the casing; 상기 고정원반체의 주면에 일정한 간격을 두고 배치되며 각각 압전소자와 복수의 전극으로 구성되는 복수의 압전체와;A plurality of piezoelectric bodies disposed at regular intervals on the main surface of the fixed disk body, each of which comprises a piezoelectric element and a plurality of electrodes; 상기 고정원반체의 직경보다 더 큰 직경을 가지고 상기 고정원반체와 동심원상으로 배치되어 발생한 진동에 의하여 상기 복수의 압전체에 충돌함으로써 상기 압전체에서 전위차가 발생하도록 하는 링형 진동체와;A ring-shaped vibrating body having a diameter larger than the diameter of the fixed disk body and causing the potential difference to occur in the piezoelectric body by colliding with the plurality of piezoelectric bodies by vibration generated by being arranged concentrically with the fixed disk body; 상기 링형 진동체가 상기 케이싱에 대하여 유동가능하게 지지된 상태에서 현가되도록 상기 링형 진동체와 상기 케이싱을 연결하는 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 자가발전장치.And a plurality of springs connecting the ring-shaped vibrating body and the casing such that the ring-shaped vibrating body is suspended in a state in which the ring-shaped vibrating body is movably supported with respect to the casing. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 압전체의 전극에 연결되어 상기 압전체에서 발생되는 전위차를 입력받아 전압을 충전하는 전기회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 자가발전장치.And an electric circuit unit connected to an electrode of the piezoelectric body and receiving a potential difference generated from the piezoelectric body to charge a voltage. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전기회로부는 The electric circuit unit 상기 전위차를 인가받아 직류전류로 정류하는 정류회로부와;A rectifying circuit unit receiving the potential difference and rectifying the DC current; 상기 정류회로로부터의 출력전압을 펄스폭 변조(PWM) 방식으로 변조하여 이를 소정 크기의 전압으로 조절하는 PWM 변조부와;A PWM modulator for modulating the output voltage from the rectifier circuit using a pulse width modulation (PWM) method and adjusting the output voltage to a voltage having a predetermined magnitude; 상기 조절된 전압을 인가받아 이를 충전하는 충전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 자가발전장치.Self-powered device of a portable electronic device, characterized in that it comprises a charging element for receiving the regulated voltage to charge it. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 압전소자의 조성은 크리스탈, 압전세라믹 및 압전복합소재의 적어도 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 자가발전장치.The piezoelectric element is a composition of at least one of a crystal, a piezoceramic and a piezoelectric composite material self-powered device of the portable electronic device. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 조성은 Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중의 적어도 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 자가발전장치.The composition is Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Zn, Nb) O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 + Pb (Ni, Nb) O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 + PDFDF polymer, Pb ( A self-powered device for a portable electronic device comprising at least one of a Zr, Ti) O 3 + silicon polymer and a Pb (Zr, Ti) O 3 + epoxy polymer.
KR1020080000036A 2008-01-02 2008-01-02 Self power generating apparatus for portable electronic equipments KR100951592B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080000036A KR100951592B1 (en) 2008-01-02 2008-01-02 Self power generating apparatus for portable electronic equipments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080000036A KR100951592B1 (en) 2008-01-02 2008-01-02 Self power generating apparatus for portable electronic equipments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090074303A KR20090074303A (en) 2009-07-07
KR100951592B1 true KR100951592B1 (en) 2010-04-09

Family

ID=41331610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080000036A KR100951592B1 (en) 2008-01-02 2008-01-02 Self power generating apparatus for portable electronic equipments

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100951592B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170017575A (en) * 2015-08-07 2017-02-15 삼성전자주식회사 A battery pack
US10103653B2 (en) 2013-11-06 2018-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Piezoelectric energy harvester and mobile device having the same
US10937944B2 (en) 2014-12-04 2021-03-02 Samsung Display Co., Ltd. Piezoelectric element including mesoporous piezoelectric thin film

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101104229B1 (en) * 2011-01-06 2012-01-10 주식회사 이노칩테크놀로지 Electric power supplying equipment for mobile terminal
CN102611352A (en) * 2012-03-29 2012-07-25 浙江师范大学 Piezoelectric type omni-directional vibrating energy recovery device
KR101489840B1 (en) * 2013-07-25 2015-02-05 자동차부품연구원 Electronic binding apparatus and the control method thereof
KR101489839B1 (en) * 2013-07-25 2015-02-05 자동차부품연구원 System and method for controlling electronic binding apparatus, and the electronic binding apparatus
CN110091778B (en) * 2019-04-26 2020-08-25 江苏理工学院 Automobile ventilation seat cover with energy recovery function

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030080386A (en) * 2002-04-08 2003-10-17 이태헌 Automatic charger
KR100520280B1 (en) 2003-04-23 2005-10-11 한정선 Portable generating and charging apparatus
JP2005318774A (en) 2004-04-30 2005-11-10 Katsumi Ikeda Cellular phone with power generation function using piezoelectric device
KR200431507Y1 (en) 2006-08-18 2006-11-23 성기태 Cellular phone battery regarger using piezoelectric element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030080386A (en) * 2002-04-08 2003-10-17 이태헌 Automatic charger
KR100520280B1 (en) 2003-04-23 2005-10-11 한정선 Portable generating and charging apparatus
JP2005318774A (en) 2004-04-30 2005-11-10 Katsumi Ikeda Cellular phone with power generation function using piezoelectric device
KR200431507Y1 (en) 2006-08-18 2006-11-23 성기태 Cellular phone battery regarger using piezoelectric element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10103653B2 (en) 2013-11-06 2018-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Piezoelectric energy harvester and mobile device having the same
US10937944B2 (en) 2014-12-04 2021-03-02 Samsung Display Co., Ltd. Piezoelectric element including mesoporous piezoelectric thin film
KR20170017575A (en) * 2015-08-07 2017-02-15 삼성전자주식회사 A battery pack
US10441442B2 (en) 2015-08-07 2019-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery pack
KR102382205B1 (en) 2015-08-07 2022-04-05 삼성전자주식회사 A battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090074303A (en) 2009-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100951592B1 (en) Self power generating apparatus for portable electronic equipments
KR101220247B1 (en) Piezo power generator for emergency power feeding
Han et al. A study on piezoelectric energy-harvesting wireless sensor networks deployed in a weak vibration environment
US20160172852A1 (en) Energy-harvesting device
CN106558907B (en) Terminal charging device and terminal
KR101388142B1 (en) Piezo power generator for power feeding of mobile terminal
CN103199603A (en) Piezoelectricity power generation charging system and electronic equipment using piezoelectricity power generation charging system
Hu et al. Nonlinear interface between the piezoelectric harvesting structure and the modulating circuit of an energy harvester with a real storage battery
CN109818522A (en) Electrostatic-piezoelectric-electrcombinedc combinedc energy accumulator
Casciati et al. A power harvester for wireless sensing applications
CN106992714B (en) A kind of electromagnetism Piezoelectric anisotropy formula Portable charging apparatus
CN202094689U (en) Battery charging device
KR101332006B1 (en) Omnidirectional vibration based energy harvester
Xu et al. Miniature self-powered stick-on wireless sensor node for monitoring of overhead power lines
CN205321355U (en) Portable portable power source intelligence shoes
KR20140143891A (en) Portable Power Generator
RU136937U1 (en) PIEZOELECTRIC GENERATOR
KR101228958B1 (en) Power generation apparatus using piezoelectric element
JP2015195651A (en) Environmental power generating set
KR20100027656A (en) Power supply device having piezoelectric device
Rubes et al. Piezoelectric micro-fiber composite structure for sensing and energy harvesting applications
RU155155U1 (en) DISC PIEZOELECTRIC GENERATOR
Covaci et al. Energy harvesting with piezoelectric materials for IoT–Review
CN209994291U (en) Electric energy conversion circuit based on mechanical vibration
KR100966164B1 (en) Self power generating apparatus for car remote controller

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130315

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140306

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180319

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190312

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 11