專利名稱：溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種充電設(shè)備，尤其是涉及一種溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]許多小型電子產(chǎn)品如MP3、MP4、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等都是用鋰電池供電。 在野外或無(wú)電環(huán)境時(shí)，當(dāng)鋰電池?zé)o法及時(shí)充電會(huì)導(dǎo)致這些電子產(chǎn)品無(wú)法使用，這就需要應(yīng)急充電裝置。近年來(lái)半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)取得了較大發(fā)展，溫差發(fā)電所需的能量在野外可以較容易實(shí)現(xiàn)，具有較廣泛的應(yīng)用前景。與蓄電池相比，超級(jí)電容器具有體積小、容量大、功率比及能量比高，無(wú)須特別的充電電路和放電控制電路，充電迅速、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的綠色儲(chǔ)能元件。如何利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在野外或無(wú)電環(huán)境時(shí)對(duì)鋰電池進(jìn)行充電已成為業(yè)內(nèi)十分關(guān)注的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種特別適合野外作業(yè)，利用冷熱源溫差進(jìn)行發(fā)電并為鋰電池充電的溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)。[0004]本實(shí)用新型設(shè)有溫差發(fā)電組件、穩(wěn)壓電路、超級(jí)電容和鋰電池充電配件；[0005]所述溫差發(fā)電組件設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊、熱源傳導(dǎo)件和冷源傳導(dǎo)件，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊設(shè)于熱源傳導(dǎo)件與冷源傳導(dǎo)件之間，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱端面觸接熱源傳導(dǎo)件，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷端面觸接冷源傳導(dǎo)件；穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端電連接，穩(wěn)壓電路的電壓輸出端與鋰電池充電配件的電壓輸入端電連接，鋰電池充電配件的電壓輸出端為對(duì)鋰電池進(jìn)行充電的輸出端；超級(jí)電容的正極板接于溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端與穩(wěn)壓電路的電壓輸入端之間，超級(jí)電容的負(fù)極板接地。[0006]所述熱源傳導(dǎo)件可采用鋁塊、銅塊等傳導(dǎo)效果好的金屬塊，所述冷源傳導(dǎo)件可采用鋁鍋、銅鍋等傳導(dǎo)效果好的金屬容器，所述熱源傳導(dǎo)件與所述冷源傳導(dǎo)件最好經(jīng)緊固件連接。[0007]所述穩(wěn)壓電路可采用型號(hào)為L(zhǎng)M2577-12的升壓穩(wěn)壓芯片。[0008]所述鋰電池充電配件可直接市購(gòu)現(xiàn)有鋰電池充電標(biāo)準(zhǔn)配件。[0009]所述穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端電連接，最好是在穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端之間設(shè)有2個(gè)二極管，所述超級(jí)電容的正極板接在2個(gè)二極管之間，所述二極管可采用型號(hào)為IN5822的肖特基二極管。在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊與超級(jí)電容之間接有肖特基二極管是為了防止超級(jí)電容電壓較高時(shí)對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生反充。在超級(jí)電容與穩(wěn)定電路之間接有肖特基二極管是為了防止穩(wěn)定電路對(duì)超級(jí)電容的影響，肖特基二極管比普通二極管壓降小。[0010]所述超級(jí)電容采用現(xiàn)有的超級(jí)電容，超級(jí)電容是近幾年才批量生產(chǎn)的一種無(wú)源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長(zhǎng)，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子(而不依靠化學(xué)反應(yīng))釋放電流， 從而為設(shè)備提供電源。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具有以下突出優(yōu)點(diǎn)[0012]在野外使用時(shí)，可直接采用火作為熱源(如用火燒熱鋁塊)，直接采用水作為冷源 (將水放入鋁鍋內(nèi))，這樣就可利用火(熱源)與水(冷源)之間的溫差使半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊發(fā)電，將電能用超級(jí)電容儲(chǔ)存和穩(wěn)壓處理，就可實(shí)現(xiàn)為鋰電池充電。由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種野外環(huán)境，只要有熱源和水，就能實(shí)現(xiàn)鋰電池充電。充電系統(tǒng)壽命長(zhǎng)，便于攜帶且不需維護(hù)，使用方便，而且充電系統(tǒng)為綠色環(huán)保的充電系統(tǒng)。本實(shí)用新型以超級(jí)電容作為輔助儲(chǔ)能元件，這樣當(dāng)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生足夠的功率時(shí)給負(fù)載提供電能，同時(shí)給超級(jí)電容充電，若功率不足時(shí)，由超級(jí)電容提供電能；超級(jí)電容是綠色儲(chǔ)能元件， 具有高能量密度、長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)充放電能力、充放電電路十分簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本實(shí)用新型可使半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊總是以匹配功率向外提供能量，這樣能夠充分利用其效率?？傊緦?shí)用新型具有便于攜帶、清潔、無(wú)污染、方便，能夠在無(wú)電或斷電的野外和應(yīng)急情況下給各種電子產(chǎn)品中的鋰電池進(jìn)行充電的突出優(yōu)點(diǎn)。


[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成及電路原理框圖。[0014]圖2為圖1中的溫差發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖3為圖2的俯視示意圖。[0016]圖4為圖1中的超級(jí)電容接入電路原理圖。[0017]圖5為圖1中的穩(wěn)壓電路原理圖。
具體實(shí)施方式
[0018]參見(jiàn)圖1 3，本實(shí)用新型設(shè)有溫差發(fā)電組件、穩(wěn)壓電路、超級(jí)電容和鋰電池充電標(biāo)準(zhǔn)配件。[0019]溫差發(fā)電組件設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊40、鋁塊50 (熱源傳導(dǎo)件)和鋁鍋10 (冷源傳導(dǎo)件)，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊40設(shè)于鋁塊50與鋁鍋10之間，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊40 的熱端面貼緊在鋁塊50上，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊40的冷端面貼緊在鋁鍋10底面上，鋁塊 50與鋁鍋10的底座30經(jīng)銷釘60緊固連接。鋁鍋10盛有水(冷源)P。在鋁塊50的下方可燒火(熱源)。穩(wěn)壓電路輸出12V的電壓。穩(wěn)壓電路的電壓輸出端與鋰電池充電配件的電壓輸入端電連接，鋰電池充電配件的電壓輸出端為對(duì)鋰電池進(jìn)行充電的輸出端。[0020]參見(jiàn)圖4，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端經(jīng)2個(gè)型號(hào)為IN5822的肖特基二極管與穩(wěn)壓電路的電壓輸入端電連接。超級(jí)電容的正極板接于2個(gè)肖特基二極管之間，超級(jí)電容的負(fù)極板接地。在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊與超級(jí)電容之間接1個(gè)肖特基二極管是為了防止超級(jí)電容電壓較高時(shí)對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生反充。超級(jí)電容與穩(wěn)定電路之間接另一個(gè)肖特基二極管是為了防止穩(wěn)定電路對(duì)超級(jí)電容的影響，而且肖特基二極管比普通二極管壓降小。超級(jí)電容的容量可根據(jù)實(shí)際需要按電容原理選用，這里采用50F/16V。加入超級(jí)電容作為儲(chǔ)能元件，一方面根據(jù)溫差發(fā)電原理，半導(dǎo)體溫差發(fā)電產(chǎn)生的電能會(huì)因?yàn)闇夭畹淖兓兓?，因而有必要加入一個(gè)輔助的儲(chǔ)能元件。另一方面是因?yàn)槌?jí)電容是綠色儲(chǔ)能元件，相比于蓄電池具有高能量密度、長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)充放電壽命、而且充放電電路十分簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。[0021] 參見(jiàn)圖5，穩(wěn)壓電路選用型號(hào)為L(zhǎng)M2577-12升壓穩(wěn)壓芯片，其輸入電壓范圍是 3. 5V 40V，輸出電壓是穩(wěn)定12V。升壓穩(wěn)壓芯片內(nèi)部有1. 23V和2. 5V能隙基準(zhǔn)電壓?jiǎn)卧?52kHz固定頻率鋸齒波振蕩器、RS觸發(fā)器、晶體管驅(qū)動(dòng)電路和峰值電流可以達(dá)到3A的晶體管，還包括峰值電流采樣電阻、采樣電流放大器、采樣電壓放大器，共同組成電壓、電流誤差反饋系統(tǒng)，以達(dá)到脈沖寬度調(diào)制(PWM)工作方式。另外，它還具有軟啟動(dòng)、欠壓鎖定、過(guò)流限制及熱關(guān)斷等單元。升壓穩(wěn)壓芯片只需要外接六個(gè)元器件就可以組成一個(gè)輸出12V的直流升壓電源。Cl為直流輸入的濾波電容，Ll是功率電感，IN5821是肖特基二極管，C3為輸出電壓的濾波電容，Rl、C2組成補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。圖5中的標(biāo)號(hào)1 5表示升壓穩(wěn)壓芯片的管腳。
權(quán)利要求1.溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有溫差發(fā)電組件、穩(wěn)壓電路、超級(jí)電容和鋰電池充電配件；溫差發(fā)電組件設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊、熱源傳導(dǎo)件和冷源傳導(dǎo)件，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊設(shè)于熱源傳導(dǎo)件與冷源傳導(dǎo)件之間，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱端面觸接熱源傳導(dǎo)件， 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷端面觸接冷源傳導(dǎo)件；穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端電連接，穩(wěn)壓電路的電壓輸出端與鋰電池充電配件的電壓輸入端電連接，鋰電池充電配件的電壓輸出端為對(duì)鋰電池進(jìn)行充電的輸出端；超級(jí)電容的正極板接于溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端與穩(wěn)壓電路的電壓輸入端之間，超級(jí)電容的負(fù)極板接地。
2.如權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，其特征在于所述熱源傳導(dǎo)件采用鋁塊，所述冷源傳導(dǎo)件采用鋁鍋，所述熱源傳導(dǎo)件與所述冷源傳導(dǎo)件經(jīng)緊固件連接。
3.如權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓電路采用型號(hào)為L(zhǎng)M2577-12的升壓穩(wěn)壓芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端電連接，是在穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端之間設(shè)有2個(gè)二極管，所述超級(jí)電容的正極板接在2個(gè)二極管之間。
5.如權(quán)利要求4所述的溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，其特征在于所述二極管采用型號(hào)為 IN5822的肖特基二極管。
專利摘要溫差發(fā)電鋰電池充電系統(tǒng)，涉及一種充電設(shè)備。設(shè)有溫差發(fā)電組件、穩(wěn)壓電路、超級(jí)電容和鋰電池充電配件；溫差發(fā)電組件設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊、熱源傳導(dǎo)件和冷源傳導(dǎo)件，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊設(shè)于熱源傳導(dǎo)件與冷源傳導(dǎo)件之間，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊熱端面觸接熱源傳導(dǎo)件，半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷端面觸接冷源傳導(dǎo)件；穩(wěn)壓電路的電壓輸入端與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的電壓輸出端電連接，穩(wěn)壓電路的電壓輸出端與鋰電池充電配件電壓輸入端電連接，鋰電池充電配件的電壓輸出端為對(duì)鋰電池進(jìn)行充電的輸出端；超級(jí)電容正極板接于溫差發(fā)電模塊電壓輸出端與穩(wěn)壓電路電壓輸入端之間，超級(jí)電容負(fù)極板接地。特別適合野外作業(yè)，利用冷熱源溫差進(jìn)行發(fā)電并為鋰電池充電。
文檔編號(hào)H02N11/00GK202282621SQ20112039406
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者劉敏, 呂迎陽(yáng), 陳忠, 陳金燦 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)