一种微电子技术能量转换装置的制作方法

1.本实用新型涉及微电子领域，具体而言，涉及一种微电子技术能量转换装置。


背景技术：

2.电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。所以电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。通俗的说，就是在电子线路中，电感线圈对交流电有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等。现有技术中通过螺线圈通过电流来产生电感，但是线圈来说，电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，很难将其应用于磁场的发生。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种微电子技术能量转换装置，以解决相关技术中的问题。
4.为了实现上述目的，提供了一种微电子技术能量转换装置，至少包括信号发生器和电感发生模块，所述电感发生模块由信号处理单元和磁场单元组成，所述信号发生器用于输入电流信号至信号处理单元，所述信号处理单元的电路板上至少集成有处理器和数模转化器，用于将电流信号处理后输入磁场单元，所述磁场单元通过磁场使电流信号产生电感。
5.进一步地，每个电感发生模块由一个信号处理单元和四个磁场单元，所述信号处理单元的接线端子分别通过导线与四个磁场单元电连接。
6.进一步地，所述磁场单元的电路板上设有线圈。
7.进一步地，所述输入电流信号为直流电流信号或交流电流信号。
8.进一步地，交流电流信号通入线圈产生的电感为：磁场强度为：交流阻抗为：x＝r jωl；
9.其中，l为电感；n为线圈匝数；s为端面积；μ为空气磁导率，μ＝4π
×
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；k值与磁场线圈的直径和长度有关，也就是与线圈的形状有关；l为线圈长度,r为阻抗；ω为角频率，ω＝2πf。
10.进一步地，信号发生器为计算机，所述计算机通过设备控制系统与电感发生模块的信号处理单元电连接。
11.进一步地，计算机通过软件产生电流信号，经设备控制系统优化为波形信号传递给信号处理单元，所述信号处理单元将波形信号转换为电压信号，调节电流的大小、频率。
12.进一步地，各个电感发生模块可通过信号处理单元利用导线相互连接，进行组合使用
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过微电子技术集成电路汇集而成的集成版系统。使用电感使其具有一定的电感力电感能量产生反霍尔效应使电子能够有序排列，从而降低电阻力增加电导力，有效产生磁场的同时能够起到节能省电的效果，且可通过改变输出至线圈交流电流，电流频率控制线圈磁场强度、电感、阻抗的大小与频率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
15.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
16.图1为本实用新型优选实施例中的整体模块图；
17.图2为本实用新型优选实施例中各模块结构图。
18.图示说明：1、电感发生模块；100、信号处理单元；101、磁场单元；1001、线圈；2、信号发生器；200、计算机；201、设备控制系统。
具体实施方式
19.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
21.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
22.一种微电子技术能量转换装置，至少包括信号发生器2和电感发生模块1，电感发生模块1由信号处理单元100和磁场单元101组成，其中，每个电感发生模块1由一个信号处理单元100和四个磁场单元101，磁场单元101的电路板上设有线圈1001，信号处理单元100的接线端子分别通过导线与四个磁场单元101电连接，各个电感发生模块1可通过信号处理
单元100利用导线相互连接，进行组合使用，信号发生器2用于输入电流信号至信号处理单元100，信号处理单元100的电路板上至少集成有处理器和数模转化器，用于将电流信号处理后输入磁场单元，磁场单元101通过磁场使电流信号产生电感。通过信号发生器产生的信号，再经过数模(d/a)转换，将产生的不同类型的电流信号通过感应线圈产生磁场，磁场的频率和强度决定于流过线圈的电流频率和大小。利用空心线圈通入交流电流来产生交变磁场。无论直流还是交流，通入线圈内产生磁场的磁路是不会改变的，磁路都在线圈的中轴线上，方向由右手定律判断，只是通入直流产生的磁场是均匀的磁场，通入交流产生的是交变的磁场
23.具体的，输入电流信号为直流电流信号或交流电流信号。交流电流信号通入线圈产生的电感为：磁场强度为：交流阻抗为：x＝r jωl；其中，l 为电感；n为线圈匝数；s为端面积；μ为空气磁导率，μ＝4π
×
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；k值与磁场线圈的直径和长度有关，也就是与线圈的形状有关；l为线圈长度，r为阻抗；ω为角频率，ω＝2πf。在本实施例中，信号发生器2为计算机200，计算机200通过设备控制系统201与电感发生模块1的信号处理单元100电连接。计算机200通过软件产生电流信号，经设备控制系统201优化为波形信号传递给信号处理单元100，信号处理单元100将波形信号转换为电压信号，调节电流的大小、频率。由以上公式可知，磁场强度的大小与线圈匝数与电流的乘积成正比，线圈阻抗与电感和频率的乘积成正比。可通过改变输出至线圈交流电流，电流频率控制线圈磁场强度、电感、阻抗的大小与频率。
24.本实施例通过检测电路板来对输入电压进行检测，检测结果如下：
25.检测电路板输出侧v
cc
与gnd两端电压，即输出电压波形收集分析
26.当t＝100μs时，v
pp
在500mv-700mv，f在7khz-24khz范围内随机性变化。
27.当t＝200μs时，v
pp
在300mv-800mv，f在7khz-18khz范围内随机性变化。
28.当t＝1ms时，v
pp
在500mv-600mv，f在4.7khz-5.3khz范围内随机性变化。
29.当t＝5ms时，v
pp
在500mv-1v，f在500hz-1khz范围内随机性变化。
30.当t＝10ms时，v
pp
在500mv-1v，f在100hz-400hz范围内随机性变化。
31.当t＝100ms时，v
pp
趋近于1v，f在20hz-50hz范围内随机性变化。
32.电压总体变化趋势呈现时间周期选取越大，v
pp
越趋近于1v，频率越小，未看出频率与周期关系符合
33.其次，磁场使用特斯拉计进行测量分别检测设备ftkj1-ftkj4四个线圈的磁场变化：
34.ftkj1线圈在n2.5gs-s2.5gs内变化，f在0-3s之间；
35.ftkj2线圈在n2.1gs-s2.1gs内变化，f在0-3s之间；
36.ftkj3线圈在n2.0gs-s2.1gs内变化，f在0-3s之间；
37.ftkj4线圈在n2.0gs-s2.0gs内变化，f在0-3s之间。
38.各线圈长时间在0.4-0.6gs内变化，偶尔会出现磁场突然升高现象。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
40.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种微电子技术能量转换装置，其特征在于，至少包括信号发生器(2)和电感发生模块(1)，所述电感发生模块(1)由信号处理单元(100)和磁场单元(101)组成，所述信号发生器(2)用于输入电流信号至信号处理单元(100)，所述信号处理单元(100)的电路板上至少集成有处理器和数模转化器，用于将电流信号处理后输入磁场单元，所述磁场单元(101)通过磁场使电流信号产生电感。2.根据权利要求1所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，每个电感发生模块(1)由一个信号处理单元(100)和四个磁场单元(101)，所述信号处理单元(100)的接线端子分别通过导线与四个磁场单元(101)电连接。3.根据权利要求1所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，所述磁场单元(101)的电路板上设有线圈(1001)。4.根据权利要求3所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，所述输入电流信号为直流电流信号或交流电流信号。5.根据权利要求4所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，所述交流电流信号通入线圈产生的电感为：磁场强度为：交流阻抗为：x＝r jωl；其中，l为电感；n为线圈匝数；s为端面积；μ为空气磁导率，μ＝4π
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；k值与磁场线圈的直径和长度有关，也就是与线圈的形状有关；l为线圈长度,r为阻抗；ω为角频率，ω＝2πf。6.根据权利要求1所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，所述信号发生器(2)为计算机(200)，所述计算机(200)通过设备控制系统(201)与电感发生模块(1)的信号处理单元(100)电连接。7.根据权利要求6所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，所述计算机(200)通过软件产生电流信号，经设备控制系统(201)优化为波形信号传递给信号处理单元(100)，所述信号处理单元(100)将波形信号转换为电压信号，调节电流的大小、频率。8.根据权利要求2所述的微电子技术能量转换装置，其特征在于，各个电感发生模块(1)可通过信号处理单元(100)利用导线相互连接，进行组合使用。

技术总结
本实用新型涉及微电子领域，具体提供了一种微电子技术能量转换装置，至少包括信号发生器和电感发生模块，所述电感发生模块由信号处理单元和磁场单元组成，所述信号发生器用于输入电流信号至信号处理单元，所述信号处理单元的电路板上至少集成有处理器和数模转化器，用于将电流信号处理后输入磁场单元，所述磁场单元通过磁场使电流信号产生电感，本实用新型通过微电子技术集成电路汇集而成的集成版系统。使用电感使其具有一定的电感力电感能量产生反霍尔效应使电子能够有序排列，从而降低电阻力增加电导力，有效产生磁场的同时能够起到节能省电的效果，且可通过改变输出至线圈交流电流，电流频率控制线圈磁场强度、电感、阻抗的大小与频率。小与频率。小与频率。


技术研发人员：杨元旦
受保护的技术使用者：杨元旦
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/5/25