CN104333069A - 用于移动终端的自热充电系统 - Google Patents

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李文明
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators

Abstract

本发明提供一种用于移动终端的自热充电系统，包括：半导体发电装置，所述半导体发电装置位于移动终端的发热部件上，将所述发热部件在工作中产生的热能转换成电能；充电模块，位于所述移动终端内与所述半导体发电装置连接，所述充电模块将所述电能转换为移动终端的电池需要的充电电压，对所述电池进行充电；放电模块，位于所述移动终端内，将移动终端的电池的输出电压转换为移动终端各部件正常工作需要的电压。将移动终端工作过程中产生的热能转换为电能，可以有效对能量进行高效利用，延长移动终端的使用时间。

Description

用于移动终端的自热充电系统
技术领域
本发明涉及热能发电领域，尤其是一种用于移动终端的自热充电系统。
背景技术
能源问题是当代人类社会发展面临的重大问题，在如何更有效地获取能源和节约能源高效利用能源方面人们发展了很多种方法。各种工业余热都具有投资小或者无需投资的特点，因此具有一点的经济利益和利益价值，但是此类能源用其他能量转换方式无法加以有效利用，用热电转换装置成热电发电装置是利用此类能源的较好方式。
对于热电转换装置，其能量转换效率的理论分析式为：
Φ max = [ ( T 1 - T 2 ) / T 1 ] × [ ( 1 + Z T ‾ ) 1 / 2 - 1 ] [ ( 1 + Z T ‾ ) 1 / 2 + T 2 / T 1 ]
其中，T1是高温端温度，T2是低温端温度，Z是跟材料有关的因子，可见对于热电转换系统，其热量转换效率除与材料本身的性能有关外，还决定于高温端与低温端的温差(T1-T2)，温差越大，其热电转换效率可提高的空间就越大。
现在市面上的各种成熟的热电发电装置，无一例外的具有体积过大、携带不便，使用困难，需要特殊使用环境等缺点。且这些发电装置对于一些手持移动电子设备进行充电时都有各种各样的困难，有些需要难以获取的高温差，有些体积庞大、携带不便，有些影响手持设备的操作，无法用以对移动电子设备进行充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于移动终端的自热充电系统，以解决无法用以对移动电子设备进行充电的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于移动终端的自热充电系统，包括：
半导体发电装置，位于一移动终端的发热部件上，所述半导体发电装置将所述发热部件在工作中产生的热能转换成电能；
充电模块，在所述移动终端内，且与所述半导体发电装置连接，所述充电模块将所述电能转换为所述移动终端的电池需要的充电电压，以对所述电池进行充电；
放电模块，在所述移动终端内，所述放电模块将所述移动终端的电池的输出电压转换为所述移动终端的各部件正常工作需要的电压。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述充电模块与所述放电模块连接，所述放电模块直接利用所述充电模块输出的电能。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述半导体发电装置包括一面以及与所述一面相对的另一面，所述一面靠近所述发热部件，所述半导体发电装置根据所述一面及另一面的温差将热能转换为电能。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述温差在大于0℃时，所述半导体发电装置将热能转换为电能。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述半导体发电装置将热能转换为电能的电压在2V～6V之间。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述充电模块包括一充电控制器，所述充电控制器用于控制所述移动终端的电池充电的开始和结束。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述充电模块将所述电能转换为移动终端的电池需要的充电电压在3.4V～4.2V之间。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述充电模块将所述电能转换为移动终端的电池需要的充电电压在11V～19V之间。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述放电模块还包括一放电控制器，所述放电控制器将所述电池的电压转换为所述移动终端各部件正常工作需要的电压。
在本发明提供的用于移动终端的自热充电系统中，所述半导体发电装置位于所述移动终端的发热部件上，将发热部件在工作中产生的热能转换成电能，所述充电模块与所述放电模块位于所述移动终端内，所述充电模块将所述电能转换成移动终端的电池需要的充电电压，并对电池进行充电，所述放电模块将移动终端电池的输出电压转换为移动终端各部件正常工作需要的电压，从而将移动终端工作过程中产生的热能转换为电能，可以有效对能量进行高效利用，延长移动终端的使用时间。
附图说明
图1为本发明实施例中用于移动终端的自热充电系统的原理框图；
图中：101-半导体发电装置；102-充电模块；103-放电模块；104-电池；105-发热部件。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供了一种用于移动终端的自热充电系统，如图1所示，包括：
半导体发电装置101，位于移动终端的发热部件105上，所述半导体发电装置101将所述发热部件105在工作中产生的热能转换成电能；
充电模块102，在所述移动终端内，且与所述半导体发电装置101连接，所述充电模块102将所述电能转换为所述移动终端的电池104需要的充电电压，以对所述电池104进行充电；
放电模块103，在所述移动终端内，所述放电模块103将所述移动终端的电池104的输出电压转换为所述移动终端的各部件正常工作需要的电压。
在本发明实施例中，所述发热部件105为所述移动终端的CPU、硬盘、显卡等发热较高的部位。所述半导体发电装置101为一芯片结构，贴在各个所述移动终端的发热部件105的表面，并通过导线与所述发热部件105连接。例如贴在移动终端的CPU、硬盘、显卡等表面，并通过导线分别与移动终端的CPU、硬盘、显卡等连接。
具体的，所述半导体发电装置101包括一面以及与所述一面相对的另一面，所述一面靠近所述发热部件，所述半导体发电装置101根据所述一面及另一面的温差将热能转换为电能。
进一步的，所述温差在大于0℃时，所述半导体发电装置101将热能转换为电能。即，当所述半导体发电装置101靠近发热部件105一面及其相对面的温差在大于0℃时，所述半导体发电装置101将所述发热部件105产生的热能转换为电能。进一步的，例如，当所述温差在16℃、17℃、18℃或19℃时，所述半导体发电装置101将所述发热部件105产生的热能转换为电能。
所述半导体发电装置101将热能转换为电能的电压在2V～6V之间，所述电压的大小具体根据半导体发电装置不同而不同，在本实施例中，所述电压在2V～6V之间，如3V、4V、5V等，在其它实施例中也可以为其他，例如小于2V或者大于6V，具体的，如为1.8V、7V等。所述充电模块102与所述半导体发电装置101连接。
所述充电模块102包括一充电控制器，所述充电控制器用于控制所述移动终端的电池104充电的开始和结束。
具体的，当所述充电模块102的充电控制器检测到所述半导体发电装置101产生的电压，就对所述移动终端的电池104进行充电，并根据实际需要，将所述半导体发电装置101产生的电压转换为所述移动终端的电池104需要的充电电压。
在实际应用中，手机的电池104的工作电压在3.4V～4.2V之间，所述充电模块102将所述电能转换为手机的电池104需要的充电电压在3.4V～4.2V之间。
手提电脑的电池104的工作电压在11V～19V之间，所述充电模块102将所述电能转换为移动终端的电池104需要的充电电压在11V～19V之间。
同样的，本发明还可以用于其他移动终端中，并根据实际需要，将所述充电模块102将所述电能转换为手机的电池104需要的充电电压，在此不再赘述。
当所述半导体发电装置101根据其靠近发热部件105一面及其相对面的温差低于0℃时，所述半导体发电装置101停止将热能转换为电能，同时，充电模块102停止对所述移动终端的电池104充电。
优选的，在上述的用于移动终端的自热充电系统中，所述放电模块103还包括一放电控制器，所述放电控制器将所述电池104的电压转换为所述移动终端各部件正常工作需要的电压。移动终端的各个部件的工作电压各不相同，在移动终端工作过程中，所述放电模块103的控制器将移动终端电池104的电压转换为适应于移动终端各部件的电压。
较优的，所述充电模块102与所述放电模块103连接，所述放电模块103直接利用所述充电模块102输出的电能。在充电模块102对移动终端的电池104进行充电过程中，由于能量转化效率而造成能量损失，即经过充电模块102的电能并不能完全用于电池104的充电，有一部分能量会在充电过程中消耗掉，为了提高能量利用率，所述充电模块102与所述放电模块103连接，所述放电模块103可以不通过电池104而直接利用所述充电模块102输出的电能，减小了电能的损耗，提高电能的利用率。
综上，在本发明提供的用于移动终端的自热充电系统中，所述半导体发电装置位于所述移动终端的发热部件上，将发热部件在工作中产生的热能转换成电能，所述充电模块与所述放电模块位于所述移动终端内，所述充电模块将所述电能转换成移动终端的电池需要的充电电压，并对电池进行充电，所述放电模块将移动终端电池的输出电压转换为移动终端各部件正常工作需要的电压，从而将移动终端工作过程中产生的热能转换为电能，可以有效对能量进行高效利用，延长移动终端的使用时间。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，包括：
半导体发电装置，位于一移动终端的发热部件上，所述半导体发电装置将所述发热部件在工作中产生的热能转换成电能；
充电模块，位于所述移动终端内，且与所述半导体发电装置连接，所述充电模块将所述电能转换为所述移动终端的电池需要的充电电压，以对所述电池进行充电；
放电模块，位于所述移动终端内，所述放电模块将所述移动终端的电池的输出电压转换为所述移动终端的各部件正常工作需要的电压。
2.如权利要求1所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述充电模块与所述放电模块连接，所述放电模块直接利用所述充电模块输出的电能。
3.如权利要求2所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述半导体发电装置包括一面以及与所述一面相对的另一面，所述一面靠近所述发热部件，所述半导体发电装置根据所述一面及另一面的温差将热能转换为电能。
4.如权利要求3所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述温差在大于0℃时，所述半导体发电装置将热能转换为电能。
5.如权利要求4所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述半导体发电装置将热能转换为电能的电压在2V～6V之间。
6.如权利要求1所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述充电模块包括一充电控制器，所述充电控制器用于控制所述移动终端的电池充电的开始和结束。
7.如权利要求6所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述充电模块将所述电能转换为移动终端的电池需要的充电电压在3.4V～4.2V之间。
8.如权利要求6所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述充电模块将所述电能转换为移动终端的电池需要的充电电压在11V～19V之间。
9.如权利要求1所述的用于移动终端的自热充电系统，其特征在于，所述放电模块还包括一放电控制器，所述放电控制器将所述电池的电压转换为所述移动终端各部件正常工作需要的电压。
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