專利名稱：電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)，尤其涉及用于一升降設(shè)備中的電源系統(tǒng)， 其可回收該升降設(shè)備所釋放的部分勢能，并將該部分勢能轉(zhuǎn)換為電能以再 度利用，達(dá)到能源節(jié)約的功效。
背景技術(shù)：
升降設(shè)備已是現(xiàn)今類型的建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的部分，尤其是都市中 的建筑用地普遍不足，建筑物不得不提升其高度，來達(dá)到更高的容積率。 故不論是搭載人或物，各式各樣的升降設(shè)備在日常生活中處處可見，而升 降設(shè)備的運(yùn)作，消耗能量是不可避免的，因此以下將概略述說已知升降設(shè) 備的運(yùn)作與能量消耗的相互關(guān)系。
請參照圖1，圖l是已知升降設(shè)備的示意圖。升降設(shè)備10主要通過電 力(已知的電力來源為市用交流電電源)來進(jìn)行上升或下降的搭載的運(yùn)作， 其結(jié)構(gòu)大概包含一承載結(jié)構(gòu)11、 一驅(qū)動系統(tǒng)12以及一剎車裝置13。當(dāng)升 降設(shè)備10呈上升動作，亦即承載結(jié)構(gòu)11上升至一較高處，此時會得到一 個相較于原位置為正的勢能差，該勢能差由電力供予升降設(shè)備IO中的驅(qū)動 系統(tǒng)12，而后驅(qū)動系統(tǒng)12拉升承載結(jié)構(gòu)11所得，因此可視為升降設(shè)備10 所消耗的電能的一大部分轉(zhuǎn)換成勢能(還有其他小部分電能是應(yīng)用于承載 結(jié)構(gòu)本體或升降設(shè)備中的其它裝置所需的)。請注意，文中所提到的"勢能"
一詞，是指"重力勢能"。
另外，當(dāng)升降設(shè)備4夂下降時，亦即承載結(jié)構(gòu)ll欲下降至空間中較低的 位置時，大多數(shù)則通過驅(qū)動系統(tǒng)12以及剎車裝置13的運(yùn)作以及控制，使 得承載結(jié)構(gòu)11以一穩(wěn)定的速度下降至該較低位置。但此時可發(fā)現(xiàn)，存在于 原本高位置與該較低位置間的一勢能差(由電能所轉(zhuǎn)換)，在承載結(jié)構(gòu)11 下降時，被剎車裝置13進(jìn)行減速所消耗，使其可在一穩(wěn)定的速度下降(減 緩承載結(jié)構(gòu)11由勢能差所產(chǎn)生的加速度)。
因此，當(dāng)已知的升降設(shè)備進(jìn)行『上升』與『下降』的反復(fù)過程時，有許多電能在運(yùn)作過程中不可避免地被消耗用掉。而以目前一部升降設(shè)備一 天上、下次數(shù)可能需要上百次，特別是指Z^司行號或百貨公司而言，如此 一來，就更需要消耗『許許多多』的電能，隨著能源價格高漲，更是必須 付出非常高額的電能費(fèi)用。
于此，在已知的升降設(shè)備的運(yùn)作模式中，有相當(dāng)龐大的能源是被浪費(fèi) 的(特別是指在承載結(jié)構(gòu)11呈下降時，被剎車裝置13進(jìn)行減速時所消耗)。 倘若能將升降設(shè)備所釋放的勢能差適當(dāng)?shù)鼗厥詹⒃倮?，即可達(dá)節(jié)約能源 的效果，亦可減少廢熱的產(chǎn)生(剎車裝置在使承載結(jié)構(gòu)減速時，原本的勢 能差轉(zhuǎn)換成熱能)。然而，欲回收勢能，必須通過能量存儲裝置與能量轉(zhuǎn)換 裝置，將勢能轉(zhuǎn)換為利于存儲的方式，另外，考量到升降設(shè)備中普遍使用 的能量是電能，因此將勢能轉(zhuǎn)換成電能便為最可行的方式。
其中能量轉(zhuǎn)換裝置雖可輕易的由已知的發(fā)電機(jī)來實施，但能量存儲裝
置卻無法有效率地利用已知的普通電容與電池來實施；舉例說明，現(xiàn)今普 遍應(yīng)用的能量存儲元件的能量存^f渚類型有三種1.將能量轉(zhuǎn)換為化學(xué)能形 式來存儲，其中傳統(tǒng)的電池及屬在此種類型。2.將能量轉(zhuǎn)換為物理能方式 來存儲，如傳統(tǒng)的電容。3.將能量轉(zhuǎn)換為兼具物理能與化學(xué)能的形式來存 儲，此類包含有超級電容。
一般而言，電容雖然在制程上較為簡單，但因其能量存儲密度不高， 故其能量存儲容量相對較小，只能當(dāng)做短暫儲能使用。而傳統(tǒng)電池，主要 是利用化學(xué)能的方式來進(jìn)行能量存儲，因此其能量存儲密度明顯優(yōu)于一般 電容，而可應(yīng)用于各種電力供應(yīng)裝置，但是，缺點(diǎn)是:其所能產(chǎn)生的瞬間 電力輸出會受限于化學(xué)反應(yīng)速率，而無法快速的充放電或進(jìn)行高功率輸出， 且充放電次數(shù)有限，過度充放時易滋生各種問題；例如目前所4吏用的蓄 電池，雖然標(biāo)榜著可重復(fù)使用，但還是有其壽命的限制。在多次充放電或 長時間不使用的情況下，蓄電池的容量會下降，且容易損壞，原因在于蓄 電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，化學(xué)物質(zhì)要常保其活性，才不至于失效變 質(zhì)，當(dāng)原來的化合物活性都作用完或?qū)⒔猛陼r，便無法再進(jìn)行新的化學(xué) 反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致蓄電池老化而宣告壽終。而超級電容是一種介于電池與電 容間的元件，又稱雙電層電容(Electrical Double-Layer Capacitor),因同時通 過部分物理儲能、部分化學(xué)儲能架構(gòu)，故其具有比普通電容更大的容量，但 其缺點(diǎn)是因有化學(xué)材料而具化學(xué)特性，而易有如電池的漏電缺點(diǎn)，又加上因還有部分是物理特性的放電速度快的現(xiàn)象，如此一來就產(chǎn)生有很快就 會沒電的現(xiàn)象，無法達(dá)到有效蓄電功能。甚至，超級電容的耐壓度不高， 內(nèi)阻較大，因而不可以用于交流電路，且如果使用不當(dāng)會造成電解質(zhì)泄漏 等現(xiàn)象，由于超級電容先天的特性，電能消耗過于快速若需持續(xù)使用將必 要頻繁的對其充電，導(dǎo)致其并不適合做為一個主要的電力供應(yīng)來源。
所以，上述已知儲能元件并無法同時達(dá)到升Pfi殳備所要求的壽命長(高 充放電次數(shù))、高能量存儲密度、瞬間高功率輸出及快速充放電等優(yōu)點(diǎn)。因 此，因為已知的電容與電池，其所具備的能量存儲密度并不足以令其在一 個理想的重量下存儲足以供應(yīng)升降設(shè)備運(yùn)作的充沛電能，換句話說，已知 的電容或電池，在此種情形的應(yīng)用將不具備令人接受的經(jīng)濟(jì)效益，因為如 果在這種情況下想要存儲充足的電能以便回收再度被利用，以已知的電容 或電池所形成的能量存儲裝置將會有著相當(dāng)驚人的重量與體積，如此一來， 對升降設(shè)備來說，便成了實作上的障礙(升降設(shè)備為達(dá)到能承受這額外的 重量與體積，在主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計上必須重新考量)，故能量回收所帶來的優(yōu)
勢將因此大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，是在提供一種電源系統(tǒng)，應(yīng)用具有低成本、能 量存儲密度高、體積小、重量輕、容量大、無需維護(hù)、使用壽命長、環(huán)保 低污染等優(yōu)點(diǎn)的能量存儲裝置，進(jìn)而回收存儲升降設(shè)備下降時勢能轉(zhuǎn)換的 電能，以再提供負(fù)載所需的電力，期望能達(dá)到節(jié)能再利用的電源系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種電源系統(tǒng)，使得能提升充放電次數(shù)以及充 》文電凌文能。
本發(fā)明又一 目的，是提供一種通過石茲性電容(magnetic capacitor)的能量 存儲密度高于絕大多數(shù)的電容及電池，因此利用磁性電容來作為升降設(shè)備 中的一個能量存儲裝置，可說是兼?zhèn)淞诵芘c成本。
為解決以上所存在的問題，因此本發(fā)明提供一種磁性電容所組成的電 源系統(tǒng)，其可用于升降設(shè)備中且具備能源回收的功能。利用磁性電容的高 能量存儲密度，可在不影響升降設(shè)備的結(jié)構(gòu)的情形下，實現(xiàn)可存儲大量電 能的電源系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例，公開了一種電源系統(tǒng)。該電源系統(tǒng)包含一能量轉(zhuǎn)換裝置以及一能量存儲裝置，其中該能量存儲裝置耦接于該能量轉(zhuǎn) 換裝置。該能量轉(zhuǎn)換裝置用以于當(dāng)一升降設(shè)備的一承載結(jié)構(gòu)下降時，將該 承載結(jié)構(gòu)的 一勢能差轉(zhuǎn)換成一 電能。該能量存儲裝置用以于該承載結(jié)構(gòu)下 降時，存儲該能量轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的該電能，其中該能量存儲裝置包含至 少一磁性電容模塊，而該磁性電容模塊包含至少一磁性電容，其以電勢能
的形式來存儲能量。
優(yōu)選地，該磁性電容模塊包含至少 一個-茲性電容或包含由多個磁性電
容(magnetic capacitor)以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組成的一磁性電容組。 優(yōu)選地，該磁性電容包含有一第一磁性電極、 一第二磁性電極以及設(shè)
于其間的 一介電層，其中該第 一磁性電極與第二磁性電極內(nèi)具有磁偶極以
抑制該-茲性電容的漏電流。
優(yōu)選地，該第一磁性電極包含有 一第一磁性層，具有排列成第一方
向的^f茲偶極； 一第二;茲性層，具有排列成第二方向的^f茲偶極；以及一隔離
層，包含有非磁性材料，設(shè)于該第一磁性層與該第二磁性層之間；其中該 第一方向與該第二方向互為反向，以抑制該f茲性電容的漏電流。
優(yōu)選地，該第一磁性電極與第二磁性電極包含有稀土元素等，該介電 層由氧化鈦(Ti03)、氧化鋇鈦(BaTi03)或一半導(dǎo)體層所構(gòu)成。 優(yōu)選地，該半導(dǎo)體層為氧化硅。


圖1為。知升降設(shè)備的示意圖。
圖2為本發(fā)明磁性電容與其他已知能量存儲媒介的比較示意圖。 圖3為本發(fā)明磁性電容的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖3所示的第一磁性電極的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明磁性電容模塊的一實施例的示意圖。 圖6為采用本發(fā)明電源系統(tǒng)的升P爭設(shè)備的 一 實施例的示意圖。主要元件符號說明
10、 600 升降設(shè)備
11、 601 承載結(jié)構(gòu)
12、 602 驅(qū)動系統(tǒng)
13、 622 剎車裝置
7100i茲性電容
110、120;茲'性電才及
130介電層
115、125、 113、 117磁偶極
112、116磁性層
114隔離層
200、607磁性電容模塊
603電源系統(tǒng)
604電源調(diào)節(jié)電路
605電源供給模塊
610鋼索
630發(fā)電裝置
640軌道裝置
642滾輪
具體實施例方式
本發(fā)明的主要特征，在于提供一個包含有一個或多個磁性電容所構(gòu)成 的能量存儲裝置的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)可將已知升降設(shè)備中所浪費(fèi)的大 量電能，通過該磁性電容的高儲能容量而回收存儲，以達(dá)能源再利用及降 低負(fù)載電能費(fèi)用的節(jié)約目的。
相較于傳統(tǒng)的電能存儲裝置(如電池或電容或超級電容)，本發(fā)明所公
開的磁性電容通過于上、下電極處形成的; 茲場，可以更高的密度來存儲電 荷，使得在升降設(shè)備中，只需額外負(fù)擔(dān)可令人接受范圍內(nèi)的重量與硬件成 本，即可達(dá)到回收能源的可能。
以下將詳細(xì)介紹本發(fā)明磁性電容的原理及操作的細(xì)節(jié)。請參考圖2,圖 2為本發(fā)明磁性電容與其他已知能量存儲媒介的比較示意圖。相較于主要以 化學(xué)能方式進(jìn)行能量存儲的其他已知能量存儲媒介(例如傳統(tǒng)電池或超級 電容)，其所能產(chǎn)生的瞬間電力輸出亦會受限于化學(xué)反應(yīng)速率，而無法快速 的充放電或進(jìn)行高功率輸出，且充放電次數(shù)有限，過度充放時易滋生各種 問題。相比而言，由于磁性電容中存儲的能量全部以電勢能的方式進(jìn)行存 儲，磁性電容除了具有可匹配的高能量存儲密度外，更因充分保有電容的特性，而具有壽命長(高充放電次數(shù))、無記憶效應(yīng)、可進(jìn)行高功率輸出、快 速充放電等特點(diǎn)，故可有效解決當(dāng)前電池所遇到的各種問題。簡而言之， 盡管傳統(tǒng)電容或電池，甚至于超級電容，固然有其優(yōu)勢之處，但由圖2可 知，磁性電容兼具了傳統(tǒng)電容與傳統(tǒng)電池的優(yōu)點(diǎn)，因此在作為一個電力供 應(yīng)元件上，是相當(dāng)好的選擇。
請參考圖3，圖3為本發(fā)明磁性電容的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3 所示，磁性電容100包含有一第一磁性電極110、 一第二磁性電極120以及 位于其間的一介電層130。第一磁性電極110與第二磁性電極120由具磁性 的導(dǎo)電材料所構(gòu)成，并通過適當(dāng)?shù)耐饧与妶鲞M(jìn)行磁化,使第一磁性電極110 與第二磁性電極120內(nèi)分別形成磁偶極(magneticdipole)115與125，以于磁 性電容100內(nèi)部構(gòu)成一磁場，對帶電粒子的移動造成影響，從而抑制磁性 電容100的漏電流。
所需要特別強(qiáng)調(diào)的是，圖3中磁偶極115與125的箭頭方向僅為范例 說明。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)可了解到》茲偶極115與125實際上由多 個整齊排列的微小磁偶極所迭加而成，且在本發(fā)明中，磁偶極115與125 最后形成的方向并無限定，可依^f茲性電容100的形狀進(jìn)行調(diào)整，例如可指 向同一方向或不同方向。介電層130則是用來分隔第一;茲性電極110與第 二磁性電極120,以在第一磁性電極110與第二磁性電極120處累積電荷而 存儲電勢能。
在本發(fā)明的一實施例中，第一i茲性電極110與第二磁性電極120包含 有磁性導(dǎo)電材質(zhì)，例如稀土元素，介電層130由氧化鈥(Ti03)、氧化鋇鈦 (BaTi03)或一半導(dǎo)體層，例如氧化硅(siliconoxide)所構(gòu)成，然而本發(fā)明并不 限于此，第一磁性電極110、第二;茲性電4及120與介電層130均可視產(chǎn)品的 需求而選用適當(dāng)?shù)钠渌牧稀?br> 進(jìn)一步說明磁性電容的操作原理如下。物質(zhì)在一定磁場下電阻改變的
現(xiàn)象，稱為「磁阻效應(yīng)」，磁性金屬和合金材料一般都有這種磁電阻現(xiàn)象，
通常情況下，物質(zhì)的電阻率在磁場中僅產(chǎn)生輕微的減?。辉谀撤N條件下，
電阻率減小的幅度相當(dāng)大，比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻值高出10
倍以上，而能夠產(chǎn)生很龐大的磁阻效應(yīng)。如果進(jìn)一步結(jié)合Maxwell-Wagner
電路模型，磁性顆粒復(fù)合介質(zhì)中也可能會產(chǎn)生很龐大的磁電容效應(yīng)。
在已知電容中，電容值C由電容的面積A、介電層的介電常數(shù)f。^及 9厚度d決定，如"。J 。然而在本發(fā)明中，磁性電容100主要利用第
一磁性電極110與第二磁性電極120中整齊排列的磁偶極來形成磁場來， 使內(nèi)部存儲的電子朝同一自旋方向轉(zhuǎn)動，進(jìn)行整齊的排列，故可在同樣條 件下，容納更多的電荷，進(jìn)而增加能量的存儲密度。模擬于已知電容，磁 性電容100的運(yùn)作原理相當(dāng)于通過》茲場的作用來改變介電層130的介電常 數(shù)，故造成電容值的大幅提升。
此外，在本實施例中，第一石茲性電極IIO與介電層130之間的界面131 以及第二磁性電極120與介電層130之間的界面132均為一不平坦的表面， 以通過增加表面積A的方式，進(jìn)一步提升i茲性電容100的電容值C。
請參考圖4,圖4為圖3所示的第一^F茲性電極110的一實施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。如圖4所示，第一磁性電極110為一多層結(jié)構(gòu)，包含有一第一磁性 層112、 一隔離層114以及一第二磁性層116,其中隔離層114由非磁性材 料所構(gòu)成，而第一磁性層112與第二磁性層116則包含有具磁性的導(dǎo)電材 料，并在磁化時，通過不同的外加電場，使得第一磁性層112與第二磁性 層114中的》茲偶極113與117分別具有不同的方向，例如在本發(fā)明的一優(yōu) 選實施例中，》茲偶極113與117的方向為反向，而能進(jìn)一步抑制；茲性電容 IOO的漏電流。此外，需要強(qiáng)調(diào)的是，第一磁性電極110的結(jié)構(gòu)并不限于前 述的三層結(jié)構(gòu)，而可以類似的方式，以多個磁性層與非磁性層不斷交錯堆 迭，再通過各磁性層內(nèi)磁偶極方向的調(diào)整來進(jìn)一步抑制磁性電容100的漏 電流，甚至達(dá)到幾乎無漏電流的效果。此外，第二磁性電極120的結(jié)構(gòu)亦 可采用上述第一磁性電極110的結(jié)構(gòu)，此一設(shè)計變化亦屬本發(fā)明的范疇。
此外，由于已知儲能元件多半以化學(xué)能的方式進(jìn)行存儲，因此都需要 有一定的尺寸，否則往往會造成效率的大幅下降。相較于此，本發(fā)明的磁 性電容100以電勢能的方式進(jìn)行存儲，如此一來可以提供更有效率的儲能 方式，因而本發(fā)明的^f茲性電容可作為一個較佳的電力供應(yīng)來源。
請參考圖5，圖5為本發(fā)明磁性電容模塊200的一實施例的示意圖。承 前所述，在本實施例中，是利用半導(dǎo)體制程在一硅基板上制作多個小尺寸 的磁性電容100,并通過適當(dāng)?shù)慕饘倩瞥?，在多個磁性電容100間形成電 連接，從而構(gòu)成一個包含有多個磁性電容100的磁性電容模塊200,再以磁 性電容^t塊200作為能量存儲裝置或外部裝置的電力供應(yīng)來源。在本實施例中，^f茲性電容模塊200內(nèi)的多個^茲性電容100以類似陣列的方式電連接， 然而本發(fā)明并不限于此，而可根據(jù)不同啟動裝置的電力供應(yīng)需求，來調(diào)整 磁性電容以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的方式組成，以滿足各種不同裝置的電力 供應(yīng)需求。
接著說明采用本發(fā)明電源系統(tǒng)所設(shè)計的升降設(shè)備的實施例。請參考圖 6,圖中的升降設(shè)備600包含(但不限于)承載結(jié)構(gòu)601,耦接于一鋼索 610;驅(qū)動系統(tǒng)602，耦接于鋼索610，可提供承載結(jié)構(gòu)601上升與下降時 必須的控制與動力；電源系統(tǒng)603,耦接于驅(qū)動系統(tǒng)602,可供給驅(qū)動系統(tǒng) 602運(yùn)作時所需的電力；滾輪642耦接于發(fā)電裝置630以及軌道裝置640, 用以在承載結(jié)構(gòu)601下降時，將勢能差轉(zhuǎn)換成動能；發(fā)電裝置630,耦接于 滾輪642以及電源系統(tǒng)603，利用滾輪642產(chǎn)生的動能進(jìn)行發(fā)電，并將產(chǎn)生 的電能存儲于電源系統(tǒng)中的一磁性電容模塊607;剎車裝置622耦接于軌道 裝置640,可當(dāng)承載結(jié)構(gòu)601下降時對其進(jìn)行減速，使承載結(jié)構(gòu)601下降時 可保持穩(wěn)定的速度；以及軌道裝置640,用以提供滾輪642以及剎車裝置 622 —作用力產(chǎn)生點(diǎn)，可使?jié)L輪642沿此滾動來產(chǎn)生動能，以及剎車裝置 622對軌道裝置640產(chǎn)生作用力(例如摩擦力)，以對承載結(jié)構(gòu)601進(jìn)行減 速。另外，電源系統(tǒng)603包含了兩個電力供應(yīng)來源，分別為電源供給模塊 605與磁性電容模塊607,其中磁性電容模塊607除了可供應(yīng)電力外，亦可 通過發(fā)電裝置630對其充電以存儲發(fā)電裝置630所產(chǎn)生的電能。電源系統(tǒng) 603另包含一電源調(diào)節(jié)電路640，用以調(diào)整電源供應(yīng)模塊605與磁性電容模 塊607于輸出電源中的比例。"i貪注意，在實際上的應(yīng)用時，本實施例中的 電源供應(yīng)模塊605可對應(yīng)為已知升降設(shè)備中的市用交流電電源，亦可對應(yīng) 其他可能供應(yīng)升降設(shè)備所需電力的電源，本發(fā)明并未對此作出限制，故僅 以電源供應(yīng)模塊605來命名。另外，電源調(diào)節(jié)電路640具體實施的方法有 很多，且應(yīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易明了，故在此不多作詳述。
以下解釋本實施例的電源系統(tǒng)603的應(yīng)用。首先，假設(shè)^茲性電容模塊 607未儲有任何電荷(無法供給電力)，當(dāng)升降設(shè)備600經(jīng)一操作者控制， 欲使其承載結(jié)構(gòu)601上升時，此時驅(qū)動系統(tǒng)602會通過電源系統(tǒng)603中的 電源供應(yīng)模塊605所提供的電力以藉此產(chǎn)生一拉升的動力，使得承載結(jié)構(gòu) 601得以因此被拉升。經(jīng)過以上的步驟，承載結(jié)構(gòu)601最終便位于空間中較 高的位置。
ii如果操作者欲使承載結(jié)構(gòu)601移動至空間中較低的位置時，此時驅(qū)動
系統(tǒng)602的運(yùn)作及控制會使承載結(jié)構(gòu)601開始下降，在下降的過程中，滾輪642在軌道裝置640上開始滾動，而滾動時所產(chǎn)生的動能便帶動了發(fā)電裝置630,使其開始產(chǎn)生電能。請注意，由于滾輪642與軌道裝置640作用消耗了絕大部分的勢能差，故剎車裝置622僅需在必要時候?qū)Τ休d結(jié)構(gòu)601進(jìn)行減速即可。發(fā)電裝置630在上述過程中所產(chǎn)生的電能隨后被存儲至磁性電源模塊607,可在之后供應(yīng)不論是承載結(jié)構(gòu)601內(nèi)部元件(例如電燈)或者是驅(qū)動系統(tǒng)602所需的電力，而通過電源調(diào)節(jié)電路604，可將磁性電容模塊607所供應(yīng)的電壓及電流轉(zhuǎn)換為承載結(jié)構(gòu)601與驅(qū)動系統(tǒng)602可接受的電壓電平。同時，電源調(diào)節(jié)電路604亦可調(diào)整電源系統(tǒng)602的輸出電源中，電源供應(yīng)模塊603及磁性電源模塊607兩者所提供的比例，使得升降設(shè)備600可得到穩(wěn)定的電力供應(yīng)。設(shè)置電源調(diào)節(jié)電路604的理由之一是為了避免磁性電容模塊607所存儲的電能不足以供應(yīng)承載結(jié)構(gòu)601上升至一較高的位置，此時通過加入電源供應(yīng)模塊605的電力供應(yīng)，以使得驅(qū)動系統(tǒng)602具備足夠的電力來讓承載結(jié)構(gòu)601得以上升至所要的較高位置，此外，電源調(diào)節(jié)電路604亦可控制磁性電容模塊607與電源供應(yīng)模塊605以供給充沛的電力予升降設(shè)備600中的其它裝置。
請注意，圖6所示的升降設(shè)備600的結(jié)構(gòu)僅屬一概念性的說明，并非本發(fā)明所限定的實施方式。舉例來說，通過滾4侖642與軌道裝置640來將勢能差轉(zhuǎn)換成動能僅為一示范性說明，實際上可將勢能轉(zhuǎn)換成動能的裝置很多，均可被應(yīng)用于升降設(shè)備600，在此難以——列舉。又本發(fā)明的主要精神是利用磁性電容本身的高能量存儲密度來作為電源系統(tǒng)中的 一儲能裝置，以便將電能反復(fù)利用，故任何針對勢能轉(zhuǎn)換機(jī)制所做的設(shè)計變化，實仍屬本發(fā)明的發(fā)明范疇。
已知的升降設(shè)備在下降時，為了維持穩(wěn)定的下降速度，主要通過剎車裝置來進(jìn)行減速以消耗因承載結(jié)構(gòu)下降所釋方文出的勢能，使其不至于轉(zhuǎn)換成過多的動能，而承載結(jié)構(gòu)所具備的勢能是通過驅(qū)動系統(tǒng)拉升該承載結(jié)構(gòu)所得，且驅(qū)動系統(tǒng)拉升該承載結(jié)構(gòu)通過一電力供應(yīng)，此舉相當(dāng)于將電能轉(zhuǎn)換成勢能存儲起來，而該承載結(jié)構(gòu)在下降至相對低的位置時，便通過剎車裝置將勢能消耗掉以免該勢能轉(zhuǎn)換為過多的動能，使承載結(jié)構(gòu)失控落下，但這樣的運(yùn)作方式卻浪費(fèi)了許多先前以勢能方式存儲的電能。相較于已知
12的升降設(shè)備，本發(fā)明通過了能量轉(zhuǎn)換裝置，將升降設(shè)備在承載結(jié)構(gòu)下降時所釋放出的勢能的一部分轉(zhuǎn)換為電能，并存儲在能量存儲裝置中，因此可在該承載結(jié)構(gòu)欲上升時，再通過能量存儲裝置供予驅(qū)動系統(tǒng)或者提供予承載結(jié)構(gòu)所需的電力，以達(dá)能量回收與再利用的效果，因而使得電源系統(tǒng)的電力不至于過度被浪費(fèi)且可反復(fù)利用。
承上所述，通過磁性電容，實現(xiàn)了過往難以實行的升降設(shè)備的能量存儲裝置，此乃由于傳統(tǒng)電容或電池較低的能量存儲密度會使以其為基礎(chǔ)設(shè)計的能量存儲裝置產(chǎn)生過大的重量，造成無法經(jīng)濟(jì)地實施于升降設(shè)備中(勢必改變升降裝置的結(jié)構(gòu)與成本)，故本發(fā)明電源系統(tǒng)可以在兼顧成本與效能的考慮下，進(jìn)行升降設(shè)備的能源回收與再利用，以達(dá)節(jié)約能源的實。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源系統(tǒng)，包含有一能量轉(zhuǎn)換裝置，用于當(dāng)一升降設(shè)備的一承載結(jié)構(gòu)下降時，將該承載結(jié)構(gòu)的一勢能差轉(zhuǎn)換成一電能；以及一能量存儲裝置，耦接于該能量轉(zhuǎn)換裝置，用于該承載結(jié)構(gòu)下降時，存儲該能量轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的該電能，其中該能量存儲裝置包含至少一磁性電容模塊，而該磁性電容模塊包含至少一磁性電容，其以電勢能的形式來存儲能量。
2. 如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其中該能量存儲裝置另于該承載結(jié) 構(gòu)上升時，提供該升降設(shè)備運(yùn)作時所需的至少 一部分電源。
3. 如權(quán)利要求l所述的電源系統(tǒng)，其中該能量轉(zhuǎn)換裝置包含有 一動能產(chǎn)生模塊，用于該承載結(jié)構(gòu)下降時，將該承載結(jié)構(gòu)的勢能差轉(zhuǎn)換成一動能；以及一發(fā)電模塊，耦接于該動能產(chǎn)生模塊，用以將該動能產(chǎn)生模塊所產(chǎn)生 的該動能轉(zhuǎn)換成該電能。
4. 如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其中該磁性電容模塊包含有多個磁 性電容。
5. 如權(quán)利要求4所述的電源系統(tǒng)，其中該多個磁性電容包含有以串聯(lián)或 并聯(lián)方式電連接的磁性電容。
6. 如權(quán)利要求4所述的電源系統(tǒng)，其中該多個磁性電容包含有以串并聯(lián) 方式電連接的磁性電容。
7. 如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其中該磁性電容包含有 一第一磁性電極，其由具有磁性的導(dǎo)電材料構(gòu)成，用以形成一第一磁偶極；一第二磁性電極，其由具有磁性的導(dǎo)電材料構(gòu)成，用以形成具有一第 二石茲偶極；以及一介電層，設(shè)置于該第一磁性電極與該第二磁性電極之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的電源系統(tǒng)，其中該第一^茲偶極的方向相異于該第 二/f茲偶極的方向。
9. 如權(quán)利要求7所述的電源系統(tǒng)，其中該第 一磁性電極包含有一第一磁性層，其由具磁性的導(dǎo)電材料構(gòu)成，用以形成具有一第三磁偶極；一第二磁性層，其由具磁性的導(dǎo)電材料構(gòu)成，用以形成一第四磁偶極；以及一隔離層，其由非^茲性物質(zhì)所構(gòu)成并設(shè)置于該第 一磁性層與該第二磁 性層之間，其中該第一磁偶極由該第三磁偶極與該第四磁偶極所構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的電源系統(tǒng)，其中該第三^H禺極的方向相異于該 第四》茲偶極的方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)，包含一能量轉(zhuǎn)換裝置與一能量存儲裝置。該能量轉(zhuǎn)換裝置用以在當(dāng)一升降設(shè)備的一承載結(jié)構(gòu)下降時，將該承載結(jié)構(gòu)的一勢能差轉(zhuǎn)換成一電能。該能量存儲裝置耦接于該能量轉(zhuǎn)換裝置，用以于該承載結(jié)構(gòu)下降時，存儲該能量轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的該電能。該能量存儲裝置包含至少一磁性電容模塊，而該磁性電容模塊包含至少一磁性電容。本系統(tǒng)加入磁性電容模塊，可在不改變傳統(tǒng)升降設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與設(shè)計下，存儲自該能量轉(zhuǎn)換裝置由勢能差所轉(zhuǎn)換而來的電能，并提供給升降設(shè)備的上升時使用，大幅提高能源再利用效率，以達(dá)能源節(jié)約的效。
文檔編號H02J15/00GK101673972SQ20081021537
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者許躍騰 申請人:光寶科技股份有限公司