一种温差发电锂电池充电器的制作方法

本实用新型涉及一种锂电池充电器，特别涉及一种基于温差发电的锂电池充电器。

背景技术：

随着科技进步与社会的发展，手机、笔记本电脑、MP3播放器、数码摄像机等便携式设备已越来越普及。这类产品常常采用锂离子蓄电池进行供电。锂离子蓄电池以其体积小、容量大、质量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多等优点，受到大家的青睐。但在野外时，锂离子蓄电池若长时间使用，电能耗尽，没有电源为其充电。目前普遍采用的方法是携带多块电池或携带由大容量电池做成的小型充电器，一旦电量用完仍然给电子产品使用带来极大的不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是现有锂电池充电器离不开电源，本实用新提供了一种在野外能够依靠温差发电的锂电池充电器。

本实用新型的一种温差发电锂电池充电器，包括直流电产生模块，稳压电路模块和锂电池充电电路模块。直流电产生模块的输出端连接稳压电路模块的输入端，稳压电路模块的输出端连接锂电池充电电路模块；所述的直流电产生模块包括半导体温差模块、机油盒和散热装置，机油盒和散热装置分别作为冷源和热源固定在半导体温差模块的相对应的两个面上，所述机油盒的一个侧面设置有导热片，所述散热装置的一个侧面为散热片，所述半导体温差模块的相对应的两个面分别与机油盒的导热片和散热装置的散热片连接；所述的稳压电路模块采用可调集成稳压器，以将直流电产生模块输出的电压转化成稳定的电压输出。锂电池充电电路模块采用电池充电芯片，以控制给锂电池充电的充电状态。可以在没有外界电源的情况下对锂电池充电，对机油盒进行加热，通过导热片将热传导到半导体温差模块，半导体温差模块的另一面在散热装置帮助散热的情况下，在半导体温差模块的两面产生温度差，形成电压，由于半导体温差模块的温差不稳定，形成的电压也不稳定，经稳压电路模块后输出稳定的电压，再经锂电池充电电路模块对手机锂电池进行充电。

进一步的，散热装置为盒装结构，散热装置的一面为散热片，且与散热片相对应该的一面设置有风扇，散热片的一面通过导热硅脂与半导体温差模块连接，另一面竖直设置栅栏式散热小铝片，伸入散热装置内部。该结构更有利用散热。

进一步的，风扇的电源线与半导体温差模块连接，由半导体温差模块供电。可以节约干电池，还可以使温差发电充电器完全不依赖于外部电源。

进一步的，稳压电路模块包括可调集成稳压器、二极管、可调电阻、旁路电容，可调集成稳压器与二极管D1并连后连接在稳压电路的输入端与输出端之间，在可调集成稳压器的输出端与调整端之间连接第一可调电阻R1，在可调集成稳压器的调整端与地之间连接第二可调电阻R2，稳压电路的输入端与地之间连接旁路电容C1，稳压电路的输出端与地之间连接旁路电容C2。通过调节可调电阻可以输出稳定的电压值。

进一步的，锂电池充电电路模块包括锂电池充电芯片MAX1679，P沟道MOSFET、电容和二极管，所述的锂电池充电电路模块的输入端与P沟道MOSFET的源极间连接防反二极管D2，P沟道MOSFET的栅极连接锂电池充电芯片MAX1679的GATE管脚，P沟道MOSFET的漏极连接锂电池充电芯片MAX1679的BATT管脚，锂电池充电芯片MAX1679的IN管脚和CHG管脚之间联接发光二极管D3，锂电池充电芯片MAX1679的ADJ管脚与地之间连接电容C4，锂电池充电芯片MAX1679的BATT管脚和TSEL管脚连接后与锂电池充电电路的输出端连接，锂电池充电电路的输出端与地之间连接电容C3，锂电池充电电路的输出端与需要充电的锂电池连接。锂电池充电芯片MAX1679提供预充保护，快速充电和终止充电三种充电状态，待充锂电池接入锂电池充电电路后，锂电池充电芯片MAX1679对待充锂电池的电压进行检测，当待充锂电池的电压低于设定值的时候，采用小电流充电，处于预充保护状态，大于该设定值的时候，开始快速充电，发光二极管LED闪动，当待充锂电池的电压达到4.2V的时候终止充电，发光二极管LED常亮。

进一步的，所述的半导体温差模块由126对P型和N型半导体组成。1K的温差可以产生0.04V以上的电压。

本实用新型一种温差发电锂电池充电器，能够使人们在野外、沙漠、人烟稀少处不依赖外部电源也能够获取电能，为电子设备充电，例如通讯设备或娱乐等。基于此种发电方法的锂电池充电器方便携带，可多次使用，解决了探险家、野外工作者等因电池电量低而无法通讯的问题，保障了他们的安全。

附图说明

图1是本实用新型的基于温差发电的锂电池充电系统结构图。

图2是本实用新型的直流电产生模块结构图。

图3是本实用新型的稳压电路图。

图4是本实用新型的锂电池充电电路图。

其中:1、半导体温差模块，2、散热片，3、导热片，4、栅栏式导热小铝片，5、栅栏式散热小铝片，6、机油盒，7、风扇。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

如图1系统结构图所示，一种温差发电锂电池充电器，包括直流电产生模块，稳压电路模块和锂电池充电电路模块。直流电产生模块的输出端连接稳压电路模块的输入端，稳压电路模块的输出端连接锂电池充电电路模块的输入端。

所述的直流电产生模块包括半导体温差模块1，机油盒6和风扇7组成，半导体温差模块1主要利用冷源和热源在其表面产生的温差而产生电压。所述的热源为加热的机油盒6，冷源为带有散热片2和风扇7的散热装置，半导体温差模块1的连接有机油盒的面为半导体温差模块1的热端，半导体温差模块1的连接有散热装置的面为半导体温差模块1的冷端，机油盒6中装有机油，机油盒6的一面为导热片3，在导热片3上涂导热硅脂后与半导体温差模块1连接，导热片3的另一面竖直设置栅栏式导热小铝片4，伸入机油盒6中，设置的小铝片可以增大导热面积，加快导热速度。散热装置为盒装结构，散热装置的一面为散热片2，与散热片2相对应该的一面设置有风扇7，在散热片2上涂导热硅脂后半导体温差模块1连接，散热片2另一面竖直设置栅栏式散热小铝片5，伸入散热装置内，有利于散热，散热装置的其它侧面都开有长条形散热通孔。风扇7的电源线与半导体温差模块1连接。

图3是本实用新型的稳压电路图，由于半导体温差发电模块两边的温差不稳定，输出电压也会不稳定。采用可调集成稳压器LM317，可使稳压电路输出电压和电流稳定。通过调整R1、R2的阻值来匹配锂电池充电电路模块输入电压要求。

稳压电路模块包括可调集成稳压器、二极管、可调电阻、旁路电容，可调集成稳压器与二极管D1并连后连接在稳压电路的输入端与输出端之间，在可调集成稳压器的输出端与调整端之间连接第一可调电阻R1，在可调集成稳压器的调整端与地之间连接第二可调电阻R2，稳压电路的输入端与地之间连接旁路电容C1，稳压电路的输出端与地之间连接旁路电容C2。

图4是本实用新型的锂电池充电电路图。采用专用锂电池充电芯片MAX1679，实现预充保护，快速充电，终止充电三种功能。

锂电池充电芯片MAX1679有8个管脚，其中TSEL管脚可设定保护延时，可选择2.5、3和6小时的延时，CHG管脚可利用一个LED显示当前充电状态，ADG管脚可利用一个1%的电阻设定充电终止电压。GATE管脚可外接一个MOSFET开关构成完整独立的锂充电器。

锂电池充电电路模块的输入端与P沟道MOSFET的源极间连接防反二极管D2，P沟道MOSFET的栅极连接锂电池充电芯片MAX1679的GATE管脚，P沟道MOSFET的漏极连接锂电池充电芯片MAX1679的BATT管脚，锂电池充电芯片MAX1679的IN管脚和CHG管脚之间联接发光二极管D3，锂电池充电芯片MAX1679的ADJ管脚与地之间连接电容C4，锂电池充电芯片MAX1679的BATT管脚和TSEL管脚连接后与锂电池充电电路的输出端连接，锂电池充电电路的输出端与地之间连接电容C3，锂电池充电电路的输出端与需要充电的锂电池连接。

在野外时，可以用篝火给机油盒6加热作为热源，机油盒6中的机油受热升温，热量通过导热片3传递给半导体温差模块1，半导体温差模块1的一面受热温度先升高，半导体的另一面固定有散热片2，并采用风扇7进行散热，使半导体温差模块1的两面之间保持尽量大的温度差。

本实施例中用到的半导体温差模块1由126对P型和N型半导体组成，使P型和N型半导体的结合端处于高温状态，也叫半导体温差模块的热端，另一端开路处于低温状态，也叫半导体温差模块的冷端，在冷端产生开路电压，也叫温差电动势。经实验得出，对机油盒加热，热量传导给半导体温差模块，半导体温差模块热端的温度可上升到473K。半导体温差模块冷端在有散热片和风扇同时散热的情况可，可以让冷温度保持在333K左右。对于上述的半导体温差模块，1K的温差可以产生0.04V以上的电压，同时可以产生0.01W的匹配功率。半导体温差模块1接上负载后，输出电压为14～20V。一部分能量给风扇7供电，另一部分能量供给后续的充电电路。

由于温差不稳定，输出电压也会不稳定。采用可调集成稳压器LM317，锂电池充电电路模块采用的主芯片MAX1679输入要求6V，850mA，调整R1和R2的阻值，使稳压电路输出电压Uo稳定在6V，输出电流为850mA。

将稳压电路模块的输出与锂电池充电电路相连。为了防止锂电池深度放电后进行快充造成损坏，对电压过低的电池进行预充。当MAX1679检测到待充锂电池电压低于2.5V时，提供5mA的小电流预充。当电池电压大于2.5V且小于充电阈值电压4.2V时，电池开始快速充电，这时候发光二极管LED闪动。

当待充锂电池的电压达到充电阈值电压4.2V时，充电过程结束，发光二极管LED常亮。

本实用新型的一种温差发电方法为野外电能来源提供了一种新的方式，基于此方法的锂电池充电器方便携带，可多次使用，能够在探险、野外工作中等投入使用。