一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置制造方法
【专利摘要】一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，包括依次连接的半导体温差发电片、DC-DC升压模块及移动式储电供电装置，半导体温差发电片的热面和冷面分别固定连接有石墨吸热片和石墨散热片；移动式储电供电装置包括含有充电电路、升压电路和供电电路的移动电源电路板及电芯，移动电源电路板的电流输入端通过升压电路与所述DC-DC升压模块相连，移动电源电路板通过充电电路与电芯相连，电芯通过供电电路与USB供电接口端连接。本实用新型结构简单，本实用新型的吸热片和散热片可移动使用，具有良好的可弯折性和导热性，其端部的弧形设计可用于家庭生活中的多种热源上。对发电后的电能大部分进行存储，并提供5V标准的USB供电接口，便于LED照明及数码产品使用。
【专利说明】—种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及温差发电领域，尤其是一种利用家庭余热的温差发电及存储供电
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]温差发电技术是利用塞贝尔效应将热能直接转换成电能的全静态直接发电技术，是绿色环保技术，因此它在家庭中的应用也逐渐增多:如基于家庭厨房的温差发电装置(ZL2013202467298)、一种利用温差发电的电饭锅(CN103610398A )、以及利用建筑物内外环境温差的发电装置(ZL201220274843.7)等。这些专利从现实应用上看，有三个方面有待改进:1.从整体上看，余热利用的种类较为单一，没有对各种余热的综合利用；2.接触热源端多固定在热源上，不利于移动；3.发电后电能存储量较少，多数电能被直接利用，且所存储的电能不可移动使用。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种结构简单、热源利用率高，适用于家庭中多种热源并可移动使用的温差发电及存储供电装置。
[0004]本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案:一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，包括依次连接的半导体温差发电片、DC-DC升压模块及移动式储电供电装置，所述半导体温差发电片的热面和冷面分别固定连接有石墨吸热片和石墨散热片；所述移动式储电供电装置包括含有充电电路和供电电路的移动电源电路板及电芯，移动电源电路板的电流输入端与所述DC-DC升压模块相连，移动电源电路板通过充电电路与所述电芯相连，电芯通过供电电路与USB供电接口端连接。
[0005]所述石墨吸热片与石墨散热片分别通过导热硅胶层与半导体温差发电片的热面和冷面紧密连接固定。
[0006]所述石墨吸热片的端部为弧形。
[0007]所述石墨吸热片和石墨散热片的表面部分包裹有绝热材料层。
[0008]在所述石墨吸热片的绝热材料层上设有提拉部。
[0009]所述半导体温差发电片和DC-DC升压模块的外部设置有壳体，所述石墨吸热片、石墨散热片及移动式储电供电装置位于壳体外部，石墨吸热片、石墨散热片通过壳体与壳体内的半导体温差发热片固定连接，所述DC-DC升压模块通过壳体与壳体外的移动式储电供电装置由导线与移动式储电供电装置的电流输入端插拔连接；所述USB供电接口端设于所述移动式储电供电装置上。
[0010]半导体温差发电片、DC-DC升压模块及移动式储电供电装置的外部设有壳体，所述石墨吸热片、石墨散热片位于壳体外部，石墨吸热片、石墨散热片通过壳体与壳体内的半导体温差发热片固定连接；所述USB供电接口端设于所述壳体上。
[0011]所述DC-DC升压模块为PT 1301升压模块。
[0012]本实用新型的设计构思:本实用新型基于温差发电技术，采用不规则形状的(弧形)石墨吸热片、DC-DC升压模块和移动电源电路板等制造出解决现有技术缺陷的利用家庭余热的温差发电及存储供电装置。其主要利用了各个组分所各自具有的优点设计而成，其中:
[0013]温差发电技术:温差发电技术是利用塞贝尔效应将热能直接转换成电能的全静态直接发电技术，是绿色环保技术。目前，温差发电技术广泛应用于野外、军事、空间等领域。基于半导体温差电材料的高品质因数，市场上的温差发电片大都是半导体温差发电片，具有设备结构紧凑、性能可靠、运行时无噪声、无磨损、无泄漏、移动灵活等优点。一块40*40*3.5mm的温差发电片，温差60摄氏度时能发出3.5V*3_5A的电量，即10-15W的电量；
[0014]石墨吸热片:石墨吸热片由导热石墨片制成，它具有良好的导热性，可弯曲性强。而不规则形状(弧形)便于在不同热源上使用，如燃气灶、不锈钢锅、烧水壶、碗碟、甚至砂锅等;
[0015]DC-DC升压模块:内含升压电路，用于对直流参数进行变换的电路模块，本实用新型中使用其对半导体温差发电片的电压进行升压(将半导体温差发电片的低电压提升到5V)。PT1301是一款最低启动电压可低于IV的小尺寸高效率升压DC-DC转换器，采用自适应电流模式PWM控制环路。其内部包含误差放大器、斜坡产生器、比较器、功率开关和驱动器。PT1301能在较宽的负载电流范围内稳定和高效的工作，并且不需要任何外部补偿电路。PT1301的启动电压可低于IV，因此可满足温差较低时的应用。PT1301内部含有2A功率开关，供电时最大输出电流可达300mA，同时还提供用于驱动外部功率器件(NMOS或NPN)的驱动端口，以便在应用需要更大负载电流时，扩展输出电流。500KHZ的开关频率可缩小外部元件的尺寸。输出电压由两个外部电阻设定。14μΑ的低静态电流，再加上高效率，可使用更长时间；
[0016]移动电源电路板:移动电源是近年来发展迅速的便携式的为数码产品提供电能支持的设备。现有的移动电源电路板主要包括三个功能模块:含有充电电路的充电管理系统、升压系统和保护系统。其中充电管理系统在充电时首先确定电芯状态如果两端电压过低，将会通过充电电路启用脉冲充电，从而激活电芯恢复到可以进行恒流充电状态以快速充电；当电芯接进充满时转变为恒压充电状态；电芯接近饱和时，通过涓流充电让电芯彻底饱和。升压系统将电芯的3.7V电压通过升压电路提升到5V，以适应电子数码设备的电压要求。保护系统提供过流保护、过充保护、过放保护、稳压保护、短路保护、稳流保护和电量提醒等功能。
[0017]本实用新型的有益效果在于:本实用新型结构简单，相较于现有技术，本实用新型的吸热片和散热片可移动使用，且具有良好的可弯折性和导热性，其端部的弧形设计可用于家庭生活中的多种热源上，便于使用。而对发电后的电能大部分进行存储，并提供5V标准的USB供电接口，便于LED照明及数码产品使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构连接示意图。
[0019]图2是本实用新型石墨吸热片的结构示意图。
[0020]图3是本实用新型石墨散热片的结构示意图。
[0021]图4是本实用新型实施例1的外观示意图。
[0022]图5是本实用新型实施例2的外观结构示意图。
[0023]图中:1_石墨吸热片；2-提拉部；3-绝热材料层；4-导热硅胶层；5-半导体温差发电片；6-DC-DC升压模块；7-移动电源电路板；8-电量指示灯；9— USB供电接口端；10-电芯；11-石墨散热片；12_壳体；13-移动式储电供电装置。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图及【具体实施方式】对本实用新型进行说明。
[0025]图1是本实用新型一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置的结构连接示意图，一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置包括依次连接的半导体温差发电片5、DC-DC升压模块6 (优选PT 1301升压模块)及移动式储电供电装置13，移动式储电供电装置13具体包括含有充电电路和供电电路的移动电源电路板7及电芯10 (即移动电源)，移动电源电路板7的电流输入端与DC-DC升压模块6相连，其中，DC-DC升压模块6用于将半导体温差发电片5的低电压升压至5V，以提供给移动电源电路板5V的充电电压；移动电源电路板7通过充电电路与电芯10相连，电芯10通过供电电路与USB供电接口端9连接，半导体温差发电片5的热面和冷面分别通过导热硅胶层与石墨吸热片I和石墨散热片11紧密连接固定。
[0026]如图2所示，为了适应不同的家庭热源，石墨吸热片I的端部优选设计为弧形。
[0027]图2_3分别是石墨吸热片和石墨散热片的结构不意图。如图所不，石墨吸热片I和石墨散热片11的表面部分包裹有绝热材料层3。在石墨吸热片的绝热材料层上设有提拉部，如提绳等，便于装置的移动且有效防止使用者烫伤。
[0028]在使用时，将本实用新型的石墨吸热片I置于热源上(如做饭时灶台锅架、盛放热饭的锅、烧开水时水壶等)吸取热量，将石墨散热片置于冷水中以在半导体温差发电片5上形成温差，所产生的电能经过DC-DC升压模块6的升压输入至移动电源电路板中并将电能储存至电芯10中。对于储存后电能的利用方式，可采用以下两种实施方式进行:
[0029]实施例1:
[0030]如图4所示，本实用新型可在半导体温差发电片5和DC-DC升压模块6的外部设置有壳体12，将石墨吸热片1、石墨散热片11及移动式储电供电装置13位于壳体12的外部，石墨吸热片1、石墨散热片11通过壳体12与壳体12内的半导体温差发热片5固定连接，DC-DC升压模块6通过导线与壳体12外的移动式储电供电装置13的电流输入端插拔连接。USB供电接口端9设于移动式储电供电装置13上，在移动式储电供电装置13上可设置电量指示灯8以方便显示当前电量。对于石墨吸热片I和石墨散热片11的绝热材料层3部分通过壳体12上两侧的孔洞与半导体温差发热片5固定连接，并在孔洞处采用橡胶材料密封。
[0031]由于DC-DC升压模块6与壳体12外的移动式储电供电装置13插拔连接，因此本实用新型可以在完成温差充电后，拔下移动式储电供电装置13作为独立的移动电源使用。
[0032]实施例2:
[0033]本实用新型可在半导体温差发电片5、DC_DC升压模块6及移动式储电供电装置13的外部设有壳体12，石墨吸热片1、石墨散热片11位于壳体12的外部，石墨吸热片1、石墨散热片11通过壳体12与壳体12内的半导体温差发热片5固定连接。USB供电接口端9设于壳体12上，在壳体上可设置电量指示灯8以方便显示当前电量以显示当前电量。
[0034]本实施例在使用时不需要对装置进行插拔安装，比较适用于不需要经常用移动电源进行充电的用户。
[0035]以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，包括依次连接的半导体温差发电片、DC-DC升压模块及移动式储电供电装置，所述半导体温差发电片的热面和冷面分别固定连接有石墨吸热片和石墨散热片；所述移动式储电供电装置包括含有充电电路和供电电路的移动电源电路板及电芯，移动电源电路板的电流输入端与所述DC-DC升压模块相连，移动电源电路板通过充电电路与所述电芯相连，电芯通过供电电路与USB供电接口端连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，所述石墨吸热片与石墨散热片分别通过导热硅胶层与半导体温差发电片的热面和冷面紧密连接固定。
3.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，所述石墨吸热片的端部为弧形。
4.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，所述石墨吸热片和石墨散热片的表面部分包裹有绝热材料层。
5.根据权利要求4所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，在所述石墨吸热片的绝热材料层上设有提拉部。
6.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，所述半导体温差发电片和DC-DC升压模块的外部设置有壳体，所述石墨吸热片、石墨散热片及移动式储电供电装置位于壳体外部，石墨吸热片、石墨散热片通过壳体与壳体内的半导体温差发热片固定连接，所述DC-DC升压模块通过壳体与壳体外的移动式储电供电装置由导线与移动式储电供电装置的电流输入端插拔连接；所述USB供电接口端设于所述移动式储电供电装置上。
7.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，半导体温差发电片、DC-DC升压模块及移动式储电供电装置的外部设有壳体，所述石墨吸热片、石墨散热片位于壳体外部，石墨吸热片、石墨散热片通过壳体与壳体内的半导体温差发热片固定连接；所述USB供电接口端设于所述壳体上。
8.根据权利要求1所述的一种利用家庭余热的温差发电及存储供电装置，其特征在于，所述DC-DC升压模块为PT1301升压模块。
【文档编号】H02J7/00GK204068762SQ201420438510
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】徐寅雷 申请人:徐寅雷