大学生创意大赛论文-便携式发电装置—发电鞋的应用.doc

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1、第二十五届“冯如杯”学生创意大赛便携式发电装置——发电鞋的应用摘要当今生活我们已经离不开智能设备，如手机，平板电脑，但是这些智能设备的电能问题一直困扰着我们，充电宝的质量又参差不齐，是否可通过人们在运动时的机械能转化为电能来给设备充电。本文讨论在鞋底部放置小型发电机，升降压电路板，电池并储存电能的可行性及其发展前景。关键词：智能设备，小型发电机，充电AbstractToday，wecannotdowithoutintelligentdevices,suchasmobilephone,tabletcomp

2、uter,butthesmartdevicepowerproblemhasplaguedus,ChargePalshavedifferentquality,whetherthroughpeopleinthemovementofthemechanicalenergyintoelectricalenergytochargingequipment.Thispaperdiscussesplacedsmallgeneratorsintheshoebottom,theliftingpressurecircuitbo

3、ard,batteryandelectricenergystorageandthefeasibilityanddevelopmentprospect.Keywords:Intelligentequipment,smallgenerators,charging目录摘要iAbstractii目录iii第一章引言1第二章发电机发电及储存电能原理12.1运动发电原理12.2储存电能原理12.3电能输出原理1第三章便携式发电装置（鞋底发电机）可行性分析23.1发电效率问题23.2电能转化率问题23.3成本分析33

4、.4放置在鞋子底部的可行性3第四章技术难点44.1安全性44.2效率及使用期限44.3市场全景4第五章结论6参考文献6第一章引言便携式发电装置可以将机械能转化为电能，通过升压电路板将产生的低电压升高，存贮在电池中，再经由降压电路板将电能输出，为手机等设备充电。人们每天在运动时会消耗大量的能量，如果对这些能量不加利用，就会白白散失。通过发电装置将这些能量中的一部分转化为电能储存在电池中，就可以在需要时给智能设备提供电能。随着便携式数码发电机的推广和普及，便携式发电机逐渐受到消费者的青睐，随着市场需求量的增

5、长和国产便携式发电机市场竞争力的提高，未来几年我国便携式发电机行业将高速发展。第二章发电机发电及储存电能原理2.1运动发电原理运动过程中，鞋底与地面接触，发生形变，使得发电机的可运动部分发生运动，同时切割磁感线，使得磁通量发生变化，产生感应电流，由于可运动部分在弹簧的作用下会进行复位，所以能够产生电流方向改变的交变电流。2.2储存电能原理经由发电机产生的电能，受到运动幅度，强度的影响，产生的电压并不是一个稳定的数值，此时，需用升降压电路板对电压进行稳定，稳定在一个合适的数值，然后经过二极管进行电流方向的

6、调整（二极管具有单向导电性，所以只能通过一种方向的电流），使得交变电流转化为直流电，来给存放在鞋底的电池充电。2.3电能输出原理在鞋底的电池储存了足够的电之后，电池就成了一个电源，通过输出插口将储存的电能进行输出，可以给手机，平板电脑等设备充电输出直流电源，也可以通过逆变等设备使得其输出交变电流，满足不同的使用。图1发电部分原理图第三章便携式发电装置（鞋底发电机）可行性分析3.1发电效率问题美发电机工作时，线圈因有电流通过产生热量而形成的损失，称为铜损；铁芯因涡流发热而产生的损失，称为铁损；发电机的轴旋

7、转与轴承摩擦会消耗少量功率；要扣除上述几项损失或消耗后才能成为发电机的输出功率。为了衡量发电机将输入的机械能转变为电能的效率，将发电机的输出功率与输入功率之比，称为发电机效率。若想要投入实际运作，则需要提高发电效率，使得机械能到电能的转化率较高才能实现，可采用增强磁铁磁性，增加线圈匝数等方法。3.2电能转化率问题由于电能在电路中进行了多次转化，所以在部件之间的电能损耗就不能忽略，这些损耗可能会使得电能的转化率下降，导致整个设备的实用性降低，投入的成本高而收入颇微。可采用的电芯(18650与聚合物)，标称

8、电压为3.7V，而手机等数码产品的标准输入电压为5V。因此，移动电源需要通过升压管理板输出5V给手机等设备充电。在电路中电能并不能100%转化，会有以下损耗存在：1、电路转换损耗。相信大家都知道，电路在充电的时候会发热，根据能量守恒定律，散发的热量其实也就是内置电池的能量。2、电阻损耗。在给手机进行充电时，电路的内置电池与手机电池之间是通过电路板和导线进行连接。我们知道，凡是导体都存在着电阻，没有0电阻的导体(超导体不在此讨论范围)。电阻的