充电装置及移动终端的制作方法
充电装置及移动终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种充电装置及移动终端。
【背景技术】
[0002]2011年5月，韩国科学家发明了声音充电器，利用声音转化成电能给电池充电。这种将声音转化为电能的新技术，使得手机不仅能够从通话中获得电能，即使在待机状态，也能通过背景噪声、音乐给手机充电。现有技术的声音充电器是将极细的氧化锌电线夹在两个电极之间，然后在上面装上一个吸音垫，当声波抵达时，吸音垫就会发生振动，从而拉伸或压缩氧化锌电线，使之产生电流，给电池充电。然而，现有技术的声音充电器不能利用比较微弱的声音转化成电能，在低噪声环境中难以达到性能优良的充电效果。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的声音充电器不能利用比较微弱的声音转化成电能，在低噪声环境中充电效果不佳的缺陷，提供一种充电装置及移动终端，该充电装置能在低噪声环境中为移动终端充电。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0005]—种充电装置，其特点在于，其包括:
[0006]吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加；
[0007]声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能；
[0008]电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。
[0009]本方案中，吸音模块可以吸收微弱的声能并对吸收的声能进行叠加，叠加后的声能通过声能电能转换模块转换为电能并存储至电能存储输出模块，电能存储输出模块定向输出该电能，为设备充电。由于充电装置对声能进行叠加使声能电能转换模块表面接收的声波振动振幅比吸音模块表面吸收的声波振幅大放大了多倍，可以实现将不同声波振动强度的机械波有效的转化为电能，且通过声能电能转换模块转换后的电能足够供给设备充电，保证了充电效果。
[0010]较佳地，所述充电装置还包括充电单元，所述电能存储输出模块输出所述电能至所述充电单元。充电单元输出额定的电流电压，从而为设备提供稳定的电能，保护设备不会因为电能忽高忽低而损害设备内的电子器件。
[0011]较佳地，所述吸音模块包括若干吸音单元，所述吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括:若干吸音元件，所述吸音元件构成阵列；
[0012]每个吸音单元还包括导音叠加体，所述导音叠加体设置于所述吸音单元与所述声能电能转换模块之间；所述导音叠加体包括N层导音介质阵列，其中1SN，所述导音介质阵列包括若干导音介质元件，所述导音介质元件为锥柱状，且每层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部与相邻的导音介质阵列中的导音介质元件的底部位于同一平面；
[0013]当N=1时，所述导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，所述导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上；
[0014]当N>1时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于第L+1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部，其中1<L<N-1;第1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，第N层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上;且沿远离所述吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件的数量依次减少；
[0015]第1层导音介质阵列中的导音介质元件的数量小于等于每个吸音单元中的所述吸音元件的数量。
[0016]本方案中，通过吸音阵列以及导音叠加体实现将不同声波振动强度的机械波进行叠加，充电装置在低噪音环境中也能实现电能的有效转化，为设备提供所需的电能。
[0017]较佳地，第N层导音介质阵列的导音介质元件的数量为1。由于声能电能转换模块对微弱的机械波的转化能力不强，因此设置最后一层导音介质阵列的数量为1，可以将每个吸音单元中的吸音元件吸收的声能全部汇聚在一点，这一点能产生比较大的声波，可有效触发声能电能转换模块产生感应电荷。
[0018]较佳地，所述导音叠加体中的空隙处填充有隔音材料。本方案使声能按一定的方向传播，即沿由粗变细的导音介质元件按层依次向声能电能转换模块的方向传播，使吸收的声能尽可能汇聚在一点。
[0019]较佳地，所述吸音元件为三角锥状。三角锥状的吸音元件可以最大限度的吸收来自各个方向的声能。
[0020]较佳地，所述声能电能转换模块包括长方体的密封腔，所述密封腔的内侧壁设有压电体。
[0021 ]较佳地，所述电能存储输出模块包括电能存储输出电路，所述电能存储输出电路包括第一二极管、第二二极管、电容器;所述第一二极管的阳极与所述声能电能转换模块的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二级管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述充电单元的输入端连接;所述电容器一端连接至所述第一二极管的阴极，另一端连接至所述声能电能转换模块的输出端和所述充电单元的输入端。其中D1和D2是利用金属-半导体工艺构成的零开启二极管，这种二极管的特性只要在正相偏压大于0V的时候，就会导通，因此降低了开关损耗、提高了效率。
[0022]较佳地，所述电能存储输出电路还包括运算放大器，所述运算放大器的反相端与所述第二二极管的阴极连接并和所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相端接地，所述运算放大器的输出端与所述充电单元的输入端连接。运算放大器使得声能电能转换模块输出的电能只通过电能存储输出模块输出至充电单元，充电单元的电能不会反冲至电能存储输出模块，运算放大器实现了电能的定向传输，从而保护了电能存储输出电路中的二极管和电容等电子器件。
[0023]本发明还包括一种移动终端，其特点在于，所述移动终端包括如上所述的充电装置。
[0024]本发明的积极进步效果在于:本发明可将吸音模块吸收的声能进行叠加，以提供声能电能转换模块足够的声能，保证声能有效的转化为电能，因此本发明的充电装置在低噪声环境中也可实现声能-电能的有效转换，并将声波振动产生的电能定向输出，为移动终端等设备充电。同时，本发明可以吸收各类公共场所、公路交通系统等的噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例1的充电装置的结构示意图。
[0026]图2为本发明实施例2的充电装置的结构示意图。
[0027]图3为本发明实施例2的吸音单元的结构示意图。
[0028]图4为本发明实施例2的若干吸音单元的排列示意图。
[0029 ]图5为本发明实施例2的电能存储输出模块的一种电能存储输出电路。
[0030]图6为本发明实施例2的电能存储输出模块的另一种电能存储输出电路。
[0031 ]图7为本发明实施例3的吸音单元的结构示意图。
[0032]图8为本发明实施例4的吸音单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0034]实施例1
[0035]图1示出了一种充电装置，包括吸音模块1、声能电能转换模块2、电能存储输出模块3，吸音模块1用于吸收声能并将声能进行叠加;声能电能转换模块2用于将吸音模块1叠加后的声能转换为电能；电能存储输出模块3用于存储声能电能转换模块2的电能，并将电能输出。
[0036]由于声能电能转换模块2对微弱声波的电能转换能力效果差，因此先通过吸音模块1对吸收的声能进彳丁置加，使声能电能转换t旲块2表面的声波振动振幅比 吸首t旲块1表面的声波振幅放大多倍，可提高声能电能转换模块2在低噪声环境中的电荷转换能力。本实施例，实现了声能向电能的有效转换，并可将电能定向输出为设备充电。同时，本实施例可以吸收各类公共场所、公路交通系统等噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
[0037]实施例2
[0038]图2-5示出了本实施例的充电装置的另一种实现方式。本实施例与实施例1基本相同，如图2所示，不同之处在于充电装置还包括充电单元4，电能存储输出模块3输出电能到充电单元4，充电单元4为设备提供所需的电能。
[0039]本实施例中，将声能电能转换模块2依据声波振动原理产生的电能定向的传输到充电单元4，进行及时有效的储存。充电单元4输出额定的电流电压，从而为设备提供稳定的电能，保护设备不会因为电能忽高忽低而损害设备内的电子器件。其中，声能电能转换模块2包括长方体的密封腔，密封腔的内侧壁设有压电体。
[0040]在本实施方式中，吸音模块1可以包括若干吸音单元，吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括若干由吸音材料制成的吸音元件11和导音叠加体12，导音叠加体12设置于吸音单元与声能电能转换模块2之间。其中，吸音元件11的形状通常采用便于声音收集的形状，如锥状体，具体可以为三角锥状、锥柱状等，且吸音元件11构成阵列，这样可以最大效果的接收来自各个方向的声能的输入。
[0041]导音叠加体12包括N(1<N)层导音介质阵列，也即导音叠加体12可以只设一层导音介质阵列，也可设多层，这根据实际需求自行设置。但需要说明的是，设有多层导音介质阵列时，沿远离吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量依次减少，不然起不到叠加声能的效果。每层导音介质阵列包括若干导音介质元件121，导音介质元件121构成阵列。其中，导音介质元件121可以为喇叭状，可以为三角锥状、可以为锥柱状，也可以是任意由粗变细且可将声音从较粗一端汇聚到较细一端的形状，这里考虑到生产工艺的实现，将导音介质元件121设为锥柱状。另外，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与其相邻的导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，也即第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与第2层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，第2层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与第3层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，以此类推，这样使每层导音介质阵列之间无缝隙连接，从而达到传播、汇聚声能的效果。
[0042]当N=1时，也即只设有一层导音介质阵列，导音介质元件121的底部压设于吸音元件11的底部，导音介质元件121的顶部压设于声能电能转换模块2上，且导音介质元件121的数量小于等于吸音元件11的数量。
[0043]当N>1时，也即设有多层导音介质阵列时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部压设于第L+1(1<L<N-1)层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部，且沿远离所述吸音单元11的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量依次减少。第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部压设于吸音元件11的底部，且导音介质元件121的数量小于等于吸音元件11的数量，即一个导音介质元件121上可以设置多个吸音元件
11。第N层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部压设于声能电能转换模块2上。
[0044]且经过实践得知，当第N层导音介质阵列的导音介质元件121的数量为1，也即将多个吸音元件11吸收的声能通过导音叠加体12的层层传导，直至最后一层导音介质阵列中的一个导音介质元件121，此时吸收的声能汇聚度最高，也即声能转换效果最佳。
[0045]图3示出了吸音单元的一种具体实现方式，如图3所示，导音叠加体12包括若干层导音介质阵列，锥柱状的导音介质元件121顶端朝向声能电能转换模块2。第1层导音介质阵列中的导音元件121的底部设有4个吸音元件11，则第1层导音介质阵列中的导音元件121的数量为吸音元件11数量的1/4。从第2层导音介质阵列开始的每个导音介质元件121的底部设有2个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量相较于上一层减少一半，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为2个，因此可以将吸音元件11吸收的大部分声能叠加到最后一层导音介质阵列的导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的2点处，从而这2点处的声能足够声能电能转换模块2进行声能-电能转换。
[0046]需要说明的是，每一层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量只要小于上一层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量，即可实现声能汇聚、叠加的效果，因此导音介质元件121上可设有多个上一层的导音介质元件121，不限于本实施例中的2个，可以是3个、4个等，数量可根据实际需求自行确定。且不同层导音介质阵列中的导音介质元件121底部压设的导音介质元件121数量可以不相等，即使是同一层导音介质阵列中的导音介质元件121底部压设的导音介质元件121数量也可以不相等。
[0047]另外，为了提高声能的传导效果，可在导音叠加体12中的空隙处填充隔音材料，以使声能全部沿导音介质元件121向其顶部传播，达到最大限度的将吸收的声能进行汇聚、叠加的目的。
[0048]进一步的，如图4所示，各个吸音单元可以构成R*T阵列，即吸音单元按R*T规律排列成矩阵状，其中R2 1，T2 1，S^表示第i行第j列的吸音单元(R2 i>l,T> j> 1)。为了提高叠加声能的效果，也可以在吸音单元整列与声能电能转换模块2之间再设置导音叠加体12，设置方式如上所述的每个吸音单元中的导音叠加体12，此处不再赘述。
[0049]需要说明的是，每个吸音单元中的吸音元件同样可以排列成如图4所示的R*T阵列形式，并不限于图3中示出的吸音单元构成的行列式形式。同样，每层导音介质阵列中的导音介质元件也可以构成上述R*T阵列形式，并不限于图3中示出的行列式形式。
[0050]本实施例的电能存储输出模块3包括电能存储输出电路，图4示出了本实施例的一种电能存储输出电路，电能存储输出电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、电容器C;第一二极管D1的阳极与声能电能转换模块2的输出端连接，第一二极管D1的阴极与第二二级管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与充电单元4的输入端连接；电容器C一端连接至第一二极管D1的阴极，另一端连接至声能电能转换模块2的输出端和所述充电单元4的输入端。其中D1和D2是利用金属-半导体工艺构成的零开启二极管，这种二极管的特性只要在正相偏压大于0V的时候，就会导通，因此降低了开关损耗、提高了效率。
[0051]图5示出另一种电能存储输出电路，为了保护二极管以及电容器C，本实施方式的电能存储输出电路还包括运算放大器A，运算放大器A的反相端与第二二极管D2的阴极连接并和运算放大器A的输出端连接，运算放大器A的同相端接地，运算放大器A的输出端与充电单元4的输入端连接。如图5所示，B节点虚地，也就是B点的电压近似为零，同时B点虚断，也就是B点不会有向集成运算放大器A的电流流入。只要声能电能转换模块2实现声能-电能的转换，D1就会导通，电能通过D1向电容C充电；由于B点虚地，只要电容C上存储电能，D2就会导通，这样存储在电容C上的电荷就会流向B点，由于B点虚断，电流会直接流向C点，进入充电单元4，实现电能沿电能存储输出模块3至充电单元4的定向实时传输、存储。
[0052]本实施例还提供一种移动终端， 其可以具有图2-5所示的充电装置。该移动终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、P0S(Pointof Sales，销售终端)、车载电脑等终端设备，以下以移动终端为手机为例具体说明。
[0053]吸音模块1可以设置在手机外壳的背面，这样不会影响手机其他功能的使用，且手机背面的面积较大，可以设置较多的吸音元件11，实现声能接收有效面积的增加，这样吸音元件11可以吸收叠加低噪音环境中较多的声能。
[0054]声能电能转换模块2可以设置在手机外壳上，也可以直接将手机外壳做成密封腔，并在密封腔的内侧壁设压电体，利用手机外壳实现声能电能转换模块2相应的功能，即将吸音模块1吸收的声能转化生产电能。直接利用手机外壳实现声能电能转换模块2的功能，可以减小手机的厚度。
[0055]电能存储输出模块3可以单独制作PCB(Printed Circuit Board印制电路板)，也可以将电能存储输出模块3集成到手机的主板上，并与声能电能转换模块2电连接，以实现将电能定向输出至手机电池的目的。
[0056]手机中的电池可以实现充电单元4的功能，即电池输出稳定的额定电压以使手机中其他部件正常工作。
[0057]实施例3
[0058]图6示出了吸音单元的另一种具体实现方式，如图6所示，第1层导音介质阵列中的导音元件121的底部设有2个吸音元件11，则第1层导音介质阵列中的导音元件121的数量为吸音元件11数量的1/2。从第2层导音介质阵列开始的每个导音介质元件121的底部设有3个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中导音介质元件121的数量相较于上一层减少1/3左右，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为1个，因此导音叠加体12可以将吸音元件11吸收的大部分声能叠加到最后一层导音介质阵列中的导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的一点处，从而这点的声能足够声能电能转换模块2进行声能-电能转换。当然，若上一层导音介质阵列中导音介质元件121的数量不是3的倍数，那么可以将剩下的2个或者1个导音介质元件121单独压设于该层的1个导音介质元件121的底部。
[0059]实施例4
[0060]图7示出了吸音单元的又一种具体实现方式，如图6所示，在每个吸音元件11的底部设有一个导音介质元件121，此时第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量等于吸音单元中的吸音元件11的数量，且吸音元件11与导音介质元件121—一对应。从第2层导音介质阵列开始的每个导音元件的底部设有2个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量相较于上一层减少1/2，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为1个。此时吸音元件11的数量需满足2.^，其中m为导音叠加体12中导音介质阵列的层数。按照上述实现的结构，满足2个导音介质元件121传输声能路径相同，这样，在同一时间，相同声源不同频率的声波振动相长叠加，最终实现压电体表面的声波振动振幅比吸音元件11表面的声波振幅放大2?—1倍。也即导音叠加体12将吸音元件11吸收的几乎全部声能叠加到最后一层导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的一点处，此时声波振动的聚焦效果最好。
[0061]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种充电装置，其特征在于，包括: 吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加； 声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能； 电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括充电单元，所述电能存储输出模块输出所述电能至所述充电单元。3.如权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述吸音模块包括若干吸音单元，所述吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括:若干吸音元件，所述吸音元件构成阵列； 每个吸音单元还包括导音叠加体，所述导音叠加体设置于所述吸音单元与所述声能电能转换模块之间；所述导音叠加体包括N层导音介质阵列，其中1 < N，所述导音介质阵列包括若干导音介质元件，所述导音介质元件为锥柱状，且每层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部与相邻的导音介质阵列中的导音介质元件的底部位于同一平面； 当N=1时，所述导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，所述导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上； 当N>1时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于第L+1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部，其中1 <L<N-1;第1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，第N层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上;且沿远离所述吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件的数量依次减少； 第1层导音介质阵列中的导音介质元件的数量小于等于每个吸音单元中的所述吸音元件的数量。4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，第N层所述导音介质阵列的导音介质元件的数量为1。5.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述导音叠加体中的空隙处填充有隔音材料。6.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述吸音元件为三角锥状。7.如权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述声能电能转换模块包括长方体的密封腔，所述密封腔的内侧壁设有压电体。8.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述电能存储输出模块包括电能存储输出电路，所述电能存储输出电路包括第一二极管、第二二极管、电容器;所述第一二极管的阳极与所述声能电能转换模块的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二级管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述充电单元的输入端连接;所述电容器一端连接至所述第一二极管的阴极，另一端连接至所述声能电能转换模块的输出端和所述充电单元的输入端。9.如权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述电能存储输出电路还包括运算放大器，所述运算放大器的反相端与所述第二二极管的阴极连接并和所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相端接地，所述运算放大器的输出端与所述充电单元的输入端连接。10.—种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1-9中任意一项所述的充电装置。
【专利摘要】本发明公开了一种充电装置及移动终端，充电装置包括：吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加；声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能；电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。本发明的充电装置，可将吸引模块吸收的声能进行叠加，以提供声能电能转换模块足够的声能，保证声波的有效转化为电荷，即使在低噪声环境中，也可以实现声波向电荷的有效转换，并将声波振动产生的电能定向的传输到充电单元及时有效的储存。同时，本发明可以吸收各类公共场所、公路交通系统等噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN105490583
【申请号】CN201510866743
【发明人】李伟
【申请人】西安易朴通讯技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种充电装置及移动终端。
【背景技术】
[0002]2011年5月，韩国科学家发明了声音充电器，利用声音转化成电能给电池充电。这种将声音转化为电能的新技术，使得手机不仅能够从通话中获得电能，即使在待机状态，也能通过背景噪声、音乐给手机充电。现有技术的声音充电器是将极细的氧化锌电线夹在两个电极之间，然后在上面装上一个吸音垫，当声波抵达时，吸音垫就会发生振动，从而拉伸或压缩氧化锌电线，使之产生电流，给电池充电。然而，现有技术的声音充电器不能利用比较微弱的声音转化成电能，在低噪声环境中难以达到性能优良的充电效果。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的声音充电器不能利用比较微弱的声音转化成电能，在低噪声环境中充电效果不佳的缺陷，提供一种充电装置及移动终端，该充电装置能在低噪声环境中为移动终端充电。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0005]—种充电装置，其特点在于，其包括:
[0006]吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加；
[0007]声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能；
[0008]电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。
[0009]本方案中，吸音模块可以吸收微弱的声能并对吸收的声能进行叠加，叠加后的声能通过声能电能转换模块转换为电能并存储至电能存储输出模块，电能存储输出模块定向输出该电能，为设备充电。由于充电装置对声能进行叠加使声能电能转换模块表面接收的声波振动振幅比吸音模块表面吸收的声波振幅大放大了多倍，可以实现将不同声波振动强度的机械波有效的转化为电能，且通过声能电能转换模块转换后的电能足够供给设备充电，保证了充电效果。
[0010]较佳地，所述充电装置还包括充电单元，所述电能存储输出模块输出所述电能至所述充电单元。充电单元输出额定的电流电压，从而为设备提供稳定的电能，保护设备不会因为电能忽高忽低而损害设备内的电子器件。
[0011]较佳地，所述吸音模块包括若干吸音单元，所述吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括:若干吸音元件，所述吸音元件构成阵列；
[0012]每个吸音单元还包括导音叠加体，所述导音叠加体设置于所述吸音单元与所述声能电能转换模块之间；所述导音叠加体包括N层导音介质阵列，其中1SN，所述导音介质阵列包括若干导音介质元件，所述导音介质元件为锥柱状，且每层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部与相邻的导音介质阵列中的导音介质元件的底部位于同一平面；
[0013]当N=1时，所述导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，所述导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上；
[0014]当N>1时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于第L+1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部，其中1<L<N-1;第1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，第N层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上;且沿远离所述吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件的数量依次减少；
[0015]第1层导音介质阵列中的导音介质元件的数量小于等于每个吸音单元中的所述吸音元件的数量。
[0016]本方案中，通过吸音阵列以及导音叠加体实现将不同声波振动强度的机械波进行叠加，充电装置在低噪音环境中也能实现电能的有效转化，为设备提供所需的电能。
[0017]较佳地，第N层导音介质阵列的导音介质元件的数量为1。由于声能电能转换模块对微弱的机械波的转化能力不强，因此设置最后一层导音介质阵列的数量为1，可以将每个吸音单元中的吸音元件吸收的声能全部汇聚在一点，这一点能产生比较大的声波，可有效触发声能电能转换模块产生感应电荷。
[0018]较佳地，所述导音叠加体中的空隙处填充有隔音材料。本方案使声能按一定的方向传播，即沿由粗变细的导音介质元件按层依次向声能电能转换模块的方向传播，使吸收的声能尽可能汇聚在一点。
[0019]较佳地，所述吸音元件为三角锥状。三角锥状的吸音元件可以最大限度的吸收来自各个方向的声能。
[0020]较佳地，所述声能电能转换模块包括长方体的密封腔，所述密封腔的内侧壁设有压电体。
[0021 ]较佳地，所述电能存储输出模块包括电能存储输出电路，所述电能存储输出电路包括第一二极管、第二二极管、电容器;所述第一二极管的阳极与所述声能电能转换模块的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二级管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述充电单元的输入端连接;所述电容器一端连接至所述第一二极管的阴极，另一端连接至所述声能电能转换模块的输出端和所述充电单元的输入端。其中D1和D2是利用金属-半导体工艺构成的零开启二极管，这种二极管的特性只要在正相偏压大于0V的时候，就会导通，因此降低了开关损耗、提高了效率。
[0022]较佳地，所述电能存储输出电路还包括运算放大器，所述运算放大器的反相端与所述第二二极管的阴极连接并和所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相端接地，所述运算放大器的输出端与所述充电单元的输入端连接。运算放大器使得声能电能转换模块输出的电能只通过电能存储输出模块输出至充电单元，充电单元的电能不会反冲至电能存储输出模块，运算放大器实现了电能的定向传输，从而保护了电能存储输出电路中的二极管和电容等电子器件。
[0023]本发明还包括一种移动终端，其特点在于，所述移动终端包括如上所述的充电装置。
[0024]本发明的积极进步效果在于:本发明可将吸音模块吸收的声能进行叠加，以提供声能电能转换模块足够的声能，保证声能有效的转化为电能，因此本发明的充电装置在低噪声环境中也可实现声能-电能的有效转换，并将声波振动产生的电能定向输出，为移动终端等设备充电。同时，本发明可以吸收各类公共场所、公路交通系统等的噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例1的充电装置的结构示意图。
[0026]图2为本发明实施例2的充电装置的结构示意图。
[0027]图3为本发明实施例2的吸音单元的结构示意图。
[0028]图4为本发明实施例2的若干吸音单元的排列示意图。
[0029 ]图5为本发明实施例2的电能存储输出模块的一种电能存储输出电路。
[0030]图6为本发明实施例2的电能存储输出模块的另一种电能存储输出电路。
[0031 ]图7为本发明实施例3的吸音单元的结构示意图。
[0032]图8为本发明实施例4的吸音单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0034]实施例1
[0035]图1示出了一种充电装置，包括吸音模块1、声能电能转换模块2、电能存储输出模块3，吸音模块1用于吸收声能并将声能进行叠加;声能电能转换模块2用于将吸音模块1叠加后的声能转换为电能；电能存储输出模块3用于存储声能电能转换模块2的电能，并将电能输出。
[0036]由于声能电能转换模块2对微弱声波的电能转换能力效果差，因此先通过吸音模块1对吸收的声能进彳丁置加，使声能电能转换t旲块2表面的声波振动振幅比 吸首t旲块1表面的声波振幅放大多倍，可提高声能电能转换模块2在低噪声环境中的电荷转换能力。本实施例，实现了声能向电能的有效转换，并可将电能定向输出为设备充电。同时，本实施例可以吸收各类公共场所、公路交通系统等噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
[0037]实施例2
[0038]图2-5示出了本实施例的充电装置的另一种实现方式。本实施例与实施例1基本相同，如图2所示，不同之处在于充电装置还包括充电单元4，电能存储输出模块3输出电能到充电单元4，充电单元4为设备提供所需的电能。
[0039]本实施例中，将声能电能转换模块2依据声波振动原理产生的电能定向的传输到充电单元4，进行及时有效的储存。充电单元4输出额定的电流电压，从而为设备提供稳定的电能，保护设备不会因为电能忽高忽低而损害设备内的电子器件。其中，声能电能转换模块2包括长方体的密封腔，密封腔的内侧壁设有压电体。
[0040]在本实施方式中，吸音模块1可以包括若干吸音单元，吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括若干由吸音材料制成的吸音元件11和导音叠加体12，导音叠加体12设置于吸音单元与声能电能转换模块2之间。其中，吸音元件11的形状通常采用便于声音收集的形状，如锥状体，具体可以为三角锥状、锥柱状等，且吸音元件11构成阵列，这样可以最大效果的接收来自各个方向的声能的输入。
[0041]导音叠加体12包括N(1<N)层导音介质阵列，也即导音叠加体12可以只设一层导音介质阵列，也可设多层，这根据实际需求自行设置。但需要说明的是，设有多层导音介质阵列时，沿远离吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量依次减少，不然起不到叠加声能的效果。每层导音介质阵列包括若干导音介质元件121，导音介质元件121构成阵列。其中，导音介质元件121可以为喇叭状，可以为三角锥状、可以为锥柱状，也可以是任意由粗变细且可将声音从较粗一端汇聚到较细一端的形状，这里考虑到生产工艺的实现，将导音介质元件121设为锥柱状。另外，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与其相邻的导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，也即第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与第2层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，第2层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部与第3层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部位于同一平面，以此类推，这样使每层导音介质阵列之间无缝隙连接，从而达到传播、汇聚声能的效果。
[0042]当N=1时，也即只设有一层导音介质阵列，导音介质元件121的底部压设于吸音元件11的底部，导音介质元件121的顶部压设于声能电能转换模块2上，且导音介质元件121的数量小于等于吸音元件11的数量。
[0043]当N>1时，也即设有多层导音介质阵列时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部压设于第L+1(1<L<N-1)层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部，且沿远离所述吸音单元11的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量依次减少。第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的底部压设于吸音元件11的底部，且导音介质元件121的数量小于等于吸音元件11的数量，即一个导音介质元件121上可以设置多个吸音元件
11。第N层导音介质阵列中的导音介质元件121的顶部压设于声能电能转换模块2上。
[0044]且经过实践得知，当第N层导音介质阵列的导音介质元件121的数量为1，也即将多个吸音元件11吸收的声能通过导音叠加体12的层层传导，直至最后一层导音介质阵列中的一个导音介质元件121，此时吸收的声能汇聚度最高，也即声能转换效果最佳。
[0045]图3示出了吸音单元的一种具体实现方式，如图3所示，导音叠加体12包括若干层导音介质阵列，锥柱状的导音介质元件121顶端朝向声能电能转换模块2。第1层导音介质阵列中的导音元件121的底部设有4个吸音元件11，则第1层导音介质阵列中的导音元件121的数量为吸音元件11数量的1/4。从第2层导音介质阵列开始的每个导音介质元件121的底部设有2个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量相较于上一层减少一半，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为2个，因此可以将吸音元件11吸收的大部分声能叠加到最后一层导音介质阵列的导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的2点处，从而这2点处的声能足够声能电能转换模块2进行声能-电能转换。
[0046]需要说明的是，每一层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量只要小于上一层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量，即可实现声能汇聚、叠加的效果，因此导音介质元件121上可设有多个上一层的导音介质元件121，不限于本实施例中的2个，可以是3个、4个等，数量可根据实际需求自行确定。且不同层导音介质阵列中的导音介质元件121底部压设的导音介质元件121数量可以不相等，即使是同一层导音介质阵列中的导音介质元件121底部压设的导音介质元件121数量也可以不相等。
[0047]另外，为了提高声能的传导效果，可在导音叠加体12中的空隙处填充隔音材料，以使声能全部沿导音介质元件121向其顶部传播，达到最大限度的将吸收的声能进行汇聚、叠加的目的。
[0048]进一步的，如图4所示，各个吸音单元可以构成R*T阵列，即吸音单元按R*T规律排列成矩阵状，其中R2 1，T2 1，S^表示第i行第j列的吸音单元(R2 i>l,T> j> 1)。为了提高叠加声能的效果，也可以在吸音单元整列与声能电能转换模块2之间再设置导音叠加体12，设置方式如上所述的每个吸音单元中的导音叠加体12，此处不再赘述。
[0049]需要说明的是，每个吸音单元中的吸音元件同样可以排列成如图4所示的R*T阵列形式，并不限于图3中示出的吸音单元构成的行列式形式。同样，每层导音介质阵列中的导音介质元件也可以构成上述R*T阵列形式，并不限于图3中示出的行列式形式。
[0050]本实施例的电能存储输出模块3包括电能存储输出电路，图4示出了本实施例的一种电能存储输出电路，电能存储输出电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、电容器C;第一二极管D1的阳极与声能电能转换模块2的输出端连接，第一二极管D1的阴极与第二二级管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与充电单元4的输入端连接；电容器C一端连接至第一二极管D1的阴极，另一端连接至声能电能转换模块2的输出端和所述充电单元4的输入端。其中D1和D2是利用金属-半导体工艺构成的零开启二极管，这种二极管的特性只要在正相偏压大于0V的时候，就会导通，因此降低了开关损耗、提高了效率。
[0051]图5示出另一种电能存储输出电路，为了保护二极管以及电容器C，本实施方式的电能存储输出电路还包括运算放大器A，运算放大器A的反相端与第二二极管D2的阴极连接并和运算放大器A的输出端连接，运算放大器A的同相端接地，运算放大器A的输出端与充电单元4的输入端连接。如图5所示，B节点虚地，也就是B点的电压近似为零，同时B点虚断，也就是B点不会有向集成运算放大器A的电流流入。只要声能电能转换模块2实现声能-电能的转换，D1就会导通，电能通过D1向电容C充电；由于B点虚地，只要电容C上存储电能，D2就会导通，这样存储在电容C上的电荷就会流向B点，由于B点虚断，电流会直接流向C点，进入充电单元4，实现电能沿电能存储输出模块3至充电单元4的定向实时传输、存储。
[0052]本实施例还提供一种移动终端， 其可以具有图2-5所示的充电装置。该移动终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、P0S(Pointof Sales，销售终端)、车载电脑等终端设备，以下以移动终端为手机为例具体说明。
[0053]吸音模块1可以设置在手机外壳的背面，这样不会影响手机其他功能的使用，且手机背面的面积较大，可以设置较多的吸音元件11，实现声能接收有效面积的增加，这样吸音元件11可以吸收叠加低噪音环境中较多的声能。
[0054]声能电能转换模块2可以设置在手机外壳上，也可以直接将手机外壳做成密封腔，并在密封腔的内侧壁设压电体，利用手机外壳实现声能电能转换模块2相应的功能，即将吸音模块1吸收的声能转化生产电能。直接利用手机外壳实现声能电能转换模块2的功能，可以减小手机的厚度。
[0055]电能存储输出模块3可以单独制作PCB(Printed Circuit Board印制电路板)，也可以将电能存储输出模块3集成到手机的主板上，并与声能电能转换模块2电连接，以实现将电能定向输出至手机电池的目的。
[0056]手机中的电池可以实现充电单元4的功能，即电池输出稳定的额定电压以使手机中其他部件正常工作。
[0057]实施例3
[0058]图6示出了吸音单元的另一种具体实现方式，如图6所示，第1层导音介质阵列中的导音元件121的底部设有2个吸音元件11，则第1层导音介质阵列中的导音元件121的数量为吸音元件11数量的1/2。从第2层导音介质阵列开始的每个导音介质元件121的底部设有3个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中导音介质元件121的数量相较于上一层减少1/3左右，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为1个，因此导音叠加体12可以将吸音元件11吸收的大部分声能叠加到最后一层导音介质阵列中的导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的一点处，从而这点的声能足够声能电能转换模块2进行声能-电能转换。当然，若上一层导音介质阵列中导音介质元件121的数量不是3的倍数，那么可以将剩下的2个或者1个导音介质元件121单独压设于该层的1个导音介质元件121的底部。
[0059]实施例4
[0060]图7示出了吸音单元的又一种具体实现方式，如图6所示，在每个吸音元件11的底部设有一个导音介质元件121，此时第1层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量等于吸音单元中的吸音元件11的数量，且吸音元件11与导音介质元件121—一对应。从第2层导音介质阵列开始的每个导音元件的底部设有2个导音介质元件121，因此每层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量相较于上一层减少1/2，直至最后层，最后层导音介质阵列中的导音介质元件121的数量为1个。此时吸音元件11的数量需满足2.^，其中m为导音叠加体12中导音介质阵列的层数。按照上述实现的结构，满足2个导音介质元件121传输声能路径相同，这样，在同一时间，相同声源不同频率的声波振动相长叠加，最终实现压电体表面的声波振动振幅比吸音元件11表面的声波振幅放大2?—1倍。也即导音叠加体12将吸音元件11吸收的几乎全部声能叠加到最后一层导音介质元件121顶端与声能电能转换模块2连接的一点处，此时声波振动的聚焦效果最好。
[0061]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种充电装置，其特征在于，包括: 吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加； 声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能； 电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括充电单元，所述电能存储输出模块输出所述电能至所述充电单元。3.如权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述吸音模块包括若干吸音单元，所述吸音单元构成阵列，每个吸音单元包括:若干吸音元件，所述吸音元件构成阵列； 每个吸音单元还包括导音叠加体，所述导音叠加体设置于所述吸音单元与所述声能电能转换模块之间；所述导音叠加体包括N层导音介质阵列，其中1 < N，所述导音介质阵列包括若干导音介质元件，所述导音介质元件为锥柱状，且每层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部与相邻的导音介质阵列中的导音介质元件的底部位于同一平面； 当N=1时，所述导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，所述导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上； 当N>1时，第L层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于第L+1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部，其中1 <L<N-1;第1层导音介质阵列中的导音介质元件的底部压设于所述吸音元件的底部，第N层导音介质阵列中的导音介质元件的顶部压设于所述声能电能转换模块上;且沿远离所述吸音单元的方向，每层导音介质阵列中的导音介质元件的数量依次减少； 第1层导音介质阵列中的导音介质元件的数量小于等于每个吸音单元中的所述吸音元件的数量。4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，第N层所述导音介质阵列的导音介质元件的数量为1。5.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述导音叠加体中的空隙处填充有隔音材料。6.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述吸音元件为三角锥状。7.如权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述声能电能转换模块包括长方体的密封腔，所述密封腔的内侧壁设有压电体。8.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述电能存储输出模块包括电能存储输出电路，所述电能存储输出电路包括第一二极管、第二二极管、电容器;所述第一二极管的阳极与所述声能电能转换模块的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二级管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述充电单元的输入端连接;所述电容器一端连接至所述第一二极管的阴极，另一端连接至所述声能电能转换模块的输出端和所述充电单元的输入端。9.如权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述电能存储输出电路还包括运算放大器，所述运算放大器的反相端与所述第二二极管的阴极连接并和所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相端接地，所述运算放大器的输出端与所述充电单元的输入端连接。10.—种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1-9中任意一项所述的充电装置。
【专利摘要】本发明公开了一种充电装置及移动终端，充电装置包括：吸音模块，用于吸收声能并将所述声能进行叠加；声能电能转换模块，用于将所述吸音模块叠加后的声能转换为电能；电能存储输出模块，用于存储所述声能电能转换模块的所述电能，并将所述电能输出。本发明的充电装置，可将吸引模块吸收的声能进行叠加，以提供声能电能转换模块足够的声能，保证声波的有效转化为电荷，即使在低噪声环境中，也可以实现声波向电荷的有效转换，并将声波振动产生的电能定向的传输到充电单元及时有效的储存。同时，本发明可以吸收各类公共场所、公路交通系统等噪声，达到有效降低噪声的功能，从而保护环境。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN105490583
【申请号】CN201510866743
【发明人】李伟
【申请人】西安易朴通讯技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
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