基于半导体温差发电的手机充电保温杯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种保温杯，特别涉及一种基于半导体温差发电的手机充电保温杯，属于温差发电和通讯领域。
【背景技术】
[0002]目前，关于温差发电的项目多用于大型工业设施装备上，而在日常生活用品中，温差发电的利用还比较少，如何将温差发电的技术(塞贝克效应)应用在我们的生活中，将节能落实到实处，是一件非常有意义的事情。
[0003]随着移动通讯的快速发展，手机已经成为我们日常生活中不可缺少的一种通讯工具，但在外出旅行、求学、出差的时候总会面临手机没电的问题，既影响我们的工作，也影响我们的心情，尤其是遇到紧急事情的时候。虽说现在的移动电源已经很普遍了，但移动电源也有没电的时候。为了解决这个问题，将温差发电技术与保温杯结合，提供了一种可以给手机充电的保温杯，只要一杯开水，既解决了喝水的问题，又能发电为手机提供电源，同时还可以节能，一举三得！
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于，将温差发电技术、IC技术与保温杯结合在一起，提供一种带有手机充电装置的新型保温杯，从而解决外出手机没电的难题。该新型保温杯不仅节能环保，而且方便了人们的生活。本实用新型保温杯主要由杯盖(I)、杯身(2)和杯底三个部分组成。杯子的整体形状为上圆下方，既杯盖(2)为不锈钢圆柱形结构，杯身(2)是四面方形结构，且杯身(2)为内外双层(内壁，外壁)，二者均为不锈钢材质。杯身采用方型结构的原因是，在内壁和外壁之间置有40 X40mm耐200°C的温差发电片。每个壁面设置两个温差发电片，一共有8个温差发电片，并将其串联起来，可以有效提供驱动电压;热端(内壁与温差发电片接触的那一面)采用导热硅脂粘合，这样可以更加充分地利用热量。
[0005]为了隔绝热端与冷端之间的热传导以及保证温差发电片两端的温差，杯身的内外壁之间还增设了隔热保温层，保温层与普通的保温杯一样，采用抽真空的方法进行隔热保温。杯底设有集成电路(5)和USB接口(9)，集成电路包括两个部分，一是整流模块，二是稳压模块。
[0006]整流模块采用的是感容滤波的单相桥式不可控整流电路，可有效地抑制电流的冲击。
[0007]稳压模块采用的是DC-DC升压控制器，这种控制器使用的CE8301系列，不仅可以保证以0.9V的电压驱动，而且可根据负载的大小自动切换占空比系数。
[0008]由于温差发电片一面与保温杯的内壁粘合(热端)，另一面与保温杯的外壁粘合(冷端)，当保温杯中盛有开水的时，温差发电片的冷热端会出现温度差，经试验测得，在温差为20 °C左右时，开路电压约为0.37V ；在温差为40°C左右时，开路电压约为0.60V;在温差为60°C左右时；开路电压约为1.0V。需要注意的是，热端温度为杯中水的温度，而实际的热端温度应为内壁与温差发电片接触的那一面的温度，经测量，杯中水的温度与实际的热端温度相差12—15°C左右。
【附图说明】
[0009]图1:基于半导体温差发电片的手机充电保温杯示意图；
[0010]图2:感容滤波的单相桥式不可控整流电路图；
[0011]图3:稳压模块电路图；
[0012]图1中，I—杯盖，2—杯身，3—温差发电片A，4—温差发电片B，5—集成电路，6—真空层，7—温差发电片C，8—温差发电片D，9一U S B接口。
【具体实施方式】
[0013]由于在杯身(2)的内外壁之间置有温差发电片，当保温杯中盛有开水时，热端与冷端形成温度差，由此便会产生变化的电压，一个温差发电片产生的电压相对来说较小，为了解决这个问题，在杯身的每个面均设有两个温差发电片，并将其串联起来。产生的总的交变电压通过集成电路(5 )，由于集成电路上设有整流模块和稳压模块，在经过整流模块整流滤波之后，交变电压变成直流电；直流电进入稳压模块，由于稳压模块中含有CE8301系列的DC—DC升压控制器，它能将0.9—5V之间的直流电压，升至5V左右的直流电并稳定输出。在集成电路板上载有U S B母座，可直接对U S B接口(9)设备进行供电。如果电能过低，不足以对手机进行充电，需及时换一杯开水。
[0014]需要说明的是，将8个温差发电片串联起来，不仅可以有效保证在温差较低的情况下驱动整流电路，也保证了 DC—DC控制器的驱动。因为硅材料的二极管的最低正向导通电压为0.7V，而CE8301系列的DC—DC升压控制器最低驱动为0.9V。
【主权项】
1.一种基于半导体温差发电的手机充电保温杯，主要由杯盖(1)、杯身(2)和杯底构成，其特征在于，杯身的内外壁之间还增设了隔热保温层，保温层与普通的保温杯一样，采用抽真空的方法进行隔热保温。2.根据权利要求1所述的一种基于半导体温差发电的手机充电保温杯，其特征在于，杯底的整流模块采用的是感容滤波的单相桥式不可控整流电路，可有效地抑制电流的冲击。3.根据权利要求1所述的一种基于半导体温差发电的手机充电保温杯，其特征在于，杯底的稳压模块采用的是DC-DC升压控制器，这种控制器使用的CE8301系列，不仅可以保证以.0.9V的电压驱动，而且可根据负载的大小自动切换占空比系数。
【专利摘要】本实用新型公布了一种基于半导体温差发电的手机充电保温杯，利用温差发电器件（将一个Ｐ型温差元件和一个Ｎ型温差元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端连接冷端电极，就构成一个温差电单体或单偶），将热能转化成电能，转化的电能经过集成电路处理之后，可向ＵＳＢ接口设备进行供电。该保温杯不仅节能环保，而且方便了人们的生活。
【IPC分类】A47G19/22
【公开号】CN205321969
【申请号】CN201520934711
【发明人】季旭, 许强强, 宋向波, 刘佳星, 李海丽, 张华
【申请人】云南师范大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年11月23日