基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，包括：順序連接的第一兩端子連接器、第一子電路、第二子電路、第三子電路、第四子電路以及第二兩端子連接器。所述熱電Boost變換與電流檢測電路主要通過MAX472芯片實現(xiàn)。所述熱電Boost變換與電流檢測電路可以熱?電發(fā)電系統(tǒng)中的充電電流的實時監(jiān)測，確定充放電狀態(tài)。
【專利說明】
基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路。
【背景技術】
[0002]熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，1823年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應和1834年發(fā)現(xiàn)的帕爾帖效應為熱電能量轉(zhuǎn)換器和熱電制冷的應用提供了理論依據(jù)。隨著空間探索興趣的增加、醫(yī)用物理學的進展以及在地球難于日益增加的資源考察與探索活動，需要開發(fā)一類能夠自身供能且無需照看的電源系統(tǒng)，熱電發(fā)電對這些應用尤其合適。
[0003]利用自然界溫差和工業(yè)廢熱均可用于熱電發(fā)電，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的綜合社會效益。另外，利用熱電材料制備的微型元件用于制備微型電源、微區(qū)冷卻、光通信激光二極管和紅外線傳感器的調(diào)溫系統(tǒng)，大大拓展了熱電材料的應用領域。因此，熱電材料是一種有著廣泛應用前景的材料，在環(huán)境污染和能源危機日益嚴重的今天，進行新型熱電材料的研究具有很強的現(xiàn)實意義和市場前景。
[0004]然而，現(xiàn)有技術并沒有一種基于熱電發(fā)電控制電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為:
[0006]—種基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，包括:
[0007]順序連接的第一兩端子連接器、第一子電路、第二子電路、第三子電路、第四子電路以及第二兩端子連接器，
[0008]所述第一子電路包括第一二極管、第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器以及第三發(fā)光二極管，所述第一二極管的正極連接所述第一兩端子連接器的第二端口，所述第一二極管的負極依次連接所述第一電阻器以及所述第三電阻器后接地，所述第一二極管的負極依次連接所述第二電阻器以及所述第三發(fā)光二極管的正極后接地；
[0009]所述第二子電路包括第一電感器、第四電阻、第一三極管、第二三極管以及第二二極管，所述第一二極管的負極依次連接所述第四電阻、所述第二三極管的集電極后通過所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第一二極管的負極依次連接所述第一電感器、所述第一三極管的發(fā)射極后通過所述第一三極管的集電極接地，所述第二三極管的集電極與所述第一三極管的基極連接，所述第二二極管的正極與所述第一電感器及所述所述第一三極管的發(fā)射極連接；
[0010]所述第三子電路包括第五電阻器、第六電阻器、第一電容器以及第七電阻器，所述第二二極管的負極依次連接所述第五電阻器、所述第六電阻器后接地，所述第一電容器的第一端與所述第二二極管的負極電連接，所述第一電容器的第二端接地，所述第七電阻器的第一端與所述第二二極管的負極電連接，所述第七電阻器的第二端接地；
[0011]所述第四子電路包括第八電阻器、第九電阻器、第十電阻器、第十一電阻器以及MAX472，所述第二二極管的負極連接所述第八電阻器后與所述MAX472的RGl端口連接，所述第二二極管的負極依次連接所述第九電阻器、所述第十電阻器后與所述MAX472的RG2端口連接，所述MAX472的OUT端口與所述第十一電阻器連接后接地，所述第二兩端子連接器的第一端口連接于所述第九電阻器以及第十電阻器之間。
[0012]優(yōu)選的，所述第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器、第五電阻器、第六電阻器、第七電阻器、第八電阻器、第九電阻器、第十電阻器以及第十一電阻器的阻值分別為 160kQ a.5kQ、80kQ、80kQ、240kQ、80kQ、10kQ、100Ω ,0.1 Ω、100Ω 以及20kQ。
[0013]優(yōu)選的，所述第二三極管為NPN型三極管，所述第一三極管為PNP型三極管。
[0014]優(yōu)選的，所述第一電感器的電感量為2200μΗ。
[0015]優(yōu)選的，所述第一電容器的電容量為100nF。
[0016]優(yōu)選的，所述第二三極管的基極連接脈沖寬度調(diào)制(PffM)。
[0017]優(yōu)選的，所述MAX472的SHDN端口、NC端口以及GND端口接地。
[0018]優(yōu)選的，所述第一電阻器和第三電阻器之間輸入信號ΙΝ0，所述第五電阻器和所述第六電阻器之間輸入信號ΙΝ0，所述MAX472的OUT端口和所述第十一電阻器之間輸入信號IN2。
[0019]優(yōu)選的，所述第一兩端子連接器的第一端口接地，所述第二兩端子連接器的第二端口接地。
[0020]本實用新型的有益效果為:本實用新型提供的熱電Boost變換與電流檢測電路通過對充電電流的實時監(jiān)測，確定充放電狀態(tài)，以采用浮充、涓流或恒流等充電方式，保證充電的高效和維護電池壽命。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例提供的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實用新型實施例提供的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路中的Boost變換與電流檢測模塊的電路圖。
[0023]圖3是本實用新型實施例提供的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路中的PWM控制模塊以及所述電壓取樣模塊的電路圖。
[0024]圖4是本實用新型實施例提供的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路中的穩(wěn)壓模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]請一并參照圖1，一種基于單一熱-電槽的儲能系統(tǒng)100，包括:熱-電槽10、控制電路20以及儲能模塊30。
[0027]所述熱-電槽包括熱端11、冷端13以及設置于所述熱端11和所述冷端13之間的熱-電片12。所述熱端11包括第一進水口 112以及第一出水口 114，所述冷端13包括第二進水口122以及第二出水口 124。所述第一進水口 112、所述第一出水口 114、所述第二進水口 122以及所述第二出水口 124進一步包括電控閥門116/118/126/128，用于控制所述熱端11或所述冷端13的熱水或冷水的進出。
[0028]所述控制電路20包括Boost變換模塊22、電流檢測模塊23、ΡΒ1控制模塊21以及電壓取樣模塊24。所述Boost變換模塊22與所述熱-電片12電連接。所述電流檢測模塊23用于獲取所述Boost變換模塊22的電流信息，所述電壓取樣模塊24用于獲取所述熱-電槽10、所述儲能模塊30以及所述電流檢測模塊23的電壓信息，并將所述電壓信息傳輸給所述PWM控制模塊21，所述PffM控制模塊21根據(jù)所述電壓信息控制所述Boost變換模塊22向所述儲能模塊30充電。
[0029]請一并參照圖2，所述Boost變換模塊22與電流檢測模塊23集成設置包括:順序連接的第一兩端子連接器、第一子電路、第二子電路、第三子電路、第四子電路以及第二兩端子連接器。
[0030]所述第一電路模塊包括第一二極管Dl、第一電阻器R1、第二電阻器R2、第三電阻器R3以及第三發(fā)光二極管D3，所述第一二極管Dl的正極連接所述第一兩端子連接器的第二端口，所述第一二極管Dl的負極依次連接所述第一電阻器Rl以及所述第三電阻器R3后接地，所述第一二極管Dl的負極依次連接所述第二電阻器R2以及所述第三發(fā)光二極管D3的正極后接地。
[0031]所述第二子電路包括第一電感器L1、第四電阻R4、第一三極管Ql、第二三極管Q2以及第二二極管D2，所述第一二極管Dl的負極依次連接所述第四電阻R4、所述第二三極管Q2的集電極后通過所述第二三極管Q2的發(fā)射極接地，所述第一二極管Dl的負極依次連接所述第一電感器L1、所述第一三極管Ql的發(fā)射極后通過所述第一三極管Ql的集電極接地，所述第二三極管Q2的集電極與所述第一三極管Ql的基極連接，所述第二二極管D2的正極與所述第一電感器LI及所述所述第一三極管Ql的發(fā)射極連接。
[0032]所述第三子電路包括第五電阻器R5、第六電阻器R6、第一電容器Cl以及第七電阻器R7，所述第二二極管D2的負極依次連接所述第五電阻器R5、所述第六電阻器R6后接地，所述第一電容器Cl的第一端與所述第二二極管D2的負極電連接，所述第一電容器Cl的第二端接地，所述第七電阻器R7的第一端與所述第二二極管D2的負極電連接，所述第七電阻器R7
的第二端接地。
[0033]所述第四子電路包括第八電阻器R8、第九電阻器R9、第十電阻器R10、第十一電阻器Rll以及MAX472芯片，所述第二二極管D2的負極連接所述第八電阻器R8后與所述MAX472芯片的RGl端口連接，所述第二二極管D2的負極依次連接所述第九電阻器R9、所述第十電阻器RlO后與所述MAX472芯片的RG2端口連接，所述MAX472芯片的OUT端口與所述第^^一電阻器Rll連接后接地，所述第二兩端子連接器的第一端口連接于所述第九電阻器R9以及第十電阻器Rl O之間。
[0034]所述第一電阻器R1、第二電阻器R2、第三電阻器R3、第四電阻器R4、第五電阻器R5、第六電阻器R6、第七電阻器R7、第八電阻器R8、第九電阻器R9、第十電阻器RlO以及第十一電阻器 Rll 的阻值分別為 160kQ a.5kQ、80kQ、80kQ、240kQ、80kQ ,1kQ ,100 Ω、0.1 Ω、100 Ω以及20k Ω。所述第二三極管Q 2為NPN型三極管，所述第一三極管Q I為PNP型三極管。所述第一電感器LI的電感量為2200μΗ。所述第一電容器Cl的電容量為100nF。所述第二三極管Q2的基極連接脈沖寬度調(diào)制(P麗)。所述MAX472芯片的SHDN端口、NC端口以及GND端口接地。所述第一電阻器Rl和第三電阻器R3之間輸入信號INO，所述第五電阻器R5和所述第六電阻器R6之間輸入信號INO，所述MAX472芯片的OUT端口和所述第^^一電阻器Rl I之間輸入信號IN2。所述第一兩端子連接器的第一端口接地，所述第二兩端子連接器的第二端口接地。所述MAX472芯片，其用于將電流信息轉(zhuǎn)換為電壓信息，再通過所述電壓取樣模塊確定電流值。
[0035]請一并參照圖3，所述PWM控制模塊21以及所述電壓取樣模塊24集成設置包括:STC12C5620AD單片機;第十二電阻器R12，一端連接所述STC12C5620AD單片機的RST端口，另一端接地;第二電容器C2，一端連接所述STC12C5620AD單片機的RST端口，另一端接VCC電壓;并聯(lián)的第三電容器C3及第四電容器C4，所述并聯(lián)的第三電容器C3及第四電容器C4的一端接所述STC12C5620AD單片機的VCC端口并接VCC電壓，另一端接地;第一SW-13B開關SI，一端連接所述STC12C5620AD單片機的P1.6/ADC6接口 ；第二SW-PB開關S2，一端連接所述STC12C5620AD單片機的P1.6/ADC5接口 ；第五電容器C5，一端連接所述STC12C5620AD單片機的XTAL2接口，另一端接地;第五六電容器C6，一端連接所述STC12C5620AD單片機的XTALl接口，另一端接地；以及晶體振蕩器，一端連接所述STC12C5620AD單片機的XTAL2接口，另一端連接所述STC12C5620AD單片機的XTALl接口。
[0036]所述第十二電阻器的阻值分別為1kQ。所述第二電容器Cl、第三電容器C2、第四電容器C3、第五電容器C4以及第六電容器C5的電容量分別為10yF、10yF、0.1yF、18pF以及18pF。所述晶體振蕩器的震蕩頻率為12MHz。所述STC12C5620AD單片機的P1.2/ADC2接口接輸信號IN2。所述STC12C5620AD單片機的P1.1/ADC1接口接輸信號IN1。所述STC12C5620AD單片機的Pl.0/ADC2接口接輸信號INO。所述第一SW-PB開關SI及所述第二SW-13B開關S2的另一端接VCC電壓。
[0037]所述控制電路20的輸出電壓范圍3.5?7V?？梢岳斫?，當所述熱-電槽10具有的熱端11和冷端13具有較高溫度差時，可以正常輸出電壓3.5?7V。隨著熱端11和冷端13的溫度差下降到一定值時，其輸出溫度會低于小于第一閾值，如3.5V。此時，需要通過所述Boost變換模塊進行升壓后，然后穩(wěn)壓電路進行控制。請參照圖4，所述穩(wěn)壓電路包括第六電容器C6、第七電容器C7、第八電容器C8、第四二極管D4以及LM7805芯片。
[0038]為了保證所述熱-電槽10的輸出電壓保持在一定范圍內(nèi)，需要對所述熱端11和所述冷端13的溫度進行控制。一種方法是:當所述輸入電壓小于第二閾值時，所述第一進水口112、所述第一出水口 114、所述第二進水口 122以及所述第二出水口 124的電控閥門116/118/126/128同時打開分別在熱端11和冷端13換入熱水和冷水。另一種方法為:當所述輸入電壓小于第二閾值時，所述第二進水口 122以及所述第二出水口 124的電控閥門126/128同時打開在冷端13換入冷水，當所述冷端13換水結(jié)束后，所述第一進水口 112和所述第一出水口 114同時打開在熱端11換入熱水。優(yōu)選的，由于溫度的傳感會有一定的時間差，故，優(yōu)選，所述第二閾值大于所述第一閾值。所述第二閾值優(yōu)選小于等于4.0V。更優(yōu)選的，所述第二閾值優(yōu)選大于等于3.6V且小于等于3.8V。所述儲能系統(tǒng)100可進一步包括一按鍵25，用于輸入所述第一閾值或所述第二閾值。
[0039]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，包括: 順序連接的第一兩端子連接器、第一子電路、第二子電路、第三子電路、第四子電路以及第二兩端子連接器， 所述第一子電路包括第一二極管、第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器以及第三發(fā)光二極管，所述第一二極管的正極連接所述第一兩端子連接器的第二端口，所述第一二極管的負極依次連接所述第一電阻器以及所述第三電阻器后接地，所述第一二極管的負極依次連接所述第二電阻器以及所述第三發(fā)光二極管的正極后接地； 所述第二子電路包括第一電感器、第四電阻、第一三極管、第二三極管以及第二二極管，所述第一二極管的負極依次連接所述第四電阻、所述第二三極管的集電極后通過所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第一二極管的負極依次連接所述第一電感器、所述第一三極管的發(fā)射極后通過所述第一三極管的集電極接地，所述第二三極管的集電極與所述第一三極管的基極連接，所述第二二極管的正極與所述第一電感器及所述所述第一三極管的發(fā)射極連接； 所述第三子電路包括第五電阻器、第六電阻器、第一電容器以及第七電阻器，所述第二二極管的負極依次連接所述第五電阻器、所述第六電阻器后接地，所述第一電容器的第一端與所述第二二極管的負極電連接，所述第一電容器的第二端接地，所述第七電阻器的第一端與所述第二二極管的負極電連接，所述第七電阻器的第二端接地； 所述第四子電路包括第八電阻器、第九電阻器、第十電阻器、第十一電阻器以及MAX472，所述第二二極管的負極連接所述第八電阻器后與所述MAX472的RGl端口連接，所述第二二極管的負極依次連接所述第九電阻器、所述第十電阻器后與所述MAX472的RG2端口連接，所述MAX472的OUT端口與所述第十一電阻器連接后接地，所述第二兩端子連接器的第一端口連接于所述第九電阻器以及第十電阻器之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器、第五電阻器、第六電阻器、第七電阻器、第八電阻器、第九電阻器、第十電阻器以及第十一電阻器的阻值分別為160k Ω、1.5kQ、80kQ、80kQ、240kQ、80kQ、1k Ω、100 Ω、0.I Ω、100Ω 以及20kQ。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第二三極管為NPN型三極管，所述第一三極管為PNP型三極管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第一電感器的電感量為2200μΗ。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第一電容器的電容量為100nF。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第二三極管的基極連接脈沖寬度調(diào)制(PWM)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述MAX472的SHDN端口、NC端口以及GND端口接地。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第一電阻器和第三電阻器之間輸入信號ΙΝ0，所述第五電阻器和所述第六電阻器之間輸入信號INO，所述MAX472的OUT端口和所述第^^一電阻器之間輸入信號IN2。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電儲能系統(tǒng)的Boost變換與電流檢測電路，其特征在于，所述第一兩端子連接器的第一端口接地，所述第二兩端子連接器的第二端口接地。
【文檔編號】G01R19/00GK205608067SQ201620441733
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】黃宇, 歐陽文道, 白斌, 張旻澍, 曹寧, 林文倩
【申請人】深圳前海華兆新能源有限公司