CN108776528A - 一种温差发电模组、电子设备及余热处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种温差发电模组、电子设备及余热处理方法，所述温差发电模组包括：第一导热片和第二导热片，第二导热片与第一导热片之间至少部分地设有温差发电晶片，其中，温差发电晶片用以在第一导热片与第二导热片的温差满足第一预设条件时发电。上述的温差发电模组在利用电子设备的发热部件产生的热量进行发电的同时，还对发热部件进行了降温处理，使得电子设备本身的能量得到了循环利用，提高了能量的使用率。

Description

一种温差发电模组、电子设备及余热处理方法

技术领域

本申请涉及电子器件领域，特别是一种温差发电模组、电子设备及余热处理方法。

背景技术

目前，随着社会的不断发展，科技的不断进步，笔记本电脑、平板电脑，手机等已经成为了人们生活、工作、学习当中必不可少的电子设备，但是，在现有的电子设备中，电子设备在使用时，由于CPU(Central Processing Unit)或者是GPU(Graphics ProcessingUnit)功率较大，会产生较多的热能，现有的解决方案主要是通过风扇进行风冷降温或是通过水冷进行降温将产生的热量排出，而相应地，通过此处方式，排出的热量无法进行回收再利用，造成了相当部分的能量损失。

发明内容

有鉴于现有技术中存在的上述问题，本申请实施例提供一种能够减少电子设备排放热量并同时利用电子设备产生的热量进行发电的温差发电模组、电子设备及余热处理方法。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种温差发电模组，包括：

第一导热片；

第二导热片，其与所述第一导热片之间至少部分地设有温差发电晶片，其中，所述温差发电晶片用以在所述第一导热片与所述第二导热片的温差满足第一预设条件时发电。

作为优选，所述温差发电晶片包括：

设置在所述第一导热片和所述第二导热片之间的P型半导体和N型半导体，其中，所述P型半导体和所述N型半导体通过金属片串联，且所述金属片分别设置在所述P型半导体和所述N型半导体上表面或下表面。

作为优选，所述P型半导体和所述N型半导体沿电流传输的方向依次间隔的设置。

作为优选，所述第一导热片和所述金属片之间设有第一导热胶带，所述第二导热片和所述金属片之间设有第二导热胶带。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：

发热部件；

散热部件；

如上所述的温差发电模组，其中，所述温差发电模组的温差发电晶片通过所述温差发电模组的第一导热片的一端与所述发热部件连接；所述温差发电晶片通过所述温差发电模组的第二导热片的一端与所述散热部件连接。

作为优选，所述电子设备还包括：

蓄电部件，其与所述温差发电模组电连接，用于存储所述温差发电模组所产生的电能。

作为优选，所述发热部件包括中央处理器，其被配置为基于第二预设条件，控制所述温差发电模组进行蓄电或供电。

作为优选，所述电子设备还包括：

检测模块，其用于检测所述蓄电部件的蓄电状态；

所述中央处理器被配置为：

基于所述蓄电状态，控制所述温差发电模组将所产生的电能传输至所述蓄电部件或所述电子设备的耗电部件。

作为优选，所述第一导热片和所述第二导热片均与所述散热部件连接，其中，所述第一导热片与所述散热部件的底面固定连接，所述第二导热片置于所述散热部件的散热区域，以使所述散热部件能够对所述第二导热片进行降温。

本申请实施例还提供了一种余热处理方法，应用于上述的电子设备，所述方法包括：

检测所述电子设备的温差发电模组的第一导热片与第二导热片的温差；

判断所述温差是否满足第一预设条件；

若满足，则控制所述温差发电模组进行发电。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：上述的温差发电模组能够在所述第一导热片与所述第二导热片的温差满足第一预设条件时进行发电，其所产生的电能可以对电子设备进行供电，也可以给蓄电装置进行蓄电，此外，所述温差发电模组通过所述第一导热片的一端与所述电子设备的发热部件连接，所述温差发电晶片通过所述第二导热片的一端与所述电子设备的散热部件连接，使得电子设备能够通过所述温差发电晶片将发热部件产生的热量传递至散热部件，进而实现对电子设备发热部件的降温，可见，上述的温差发电模组在利用电子设备的发热部件产生的热量进行发电的同时，还对发热部件进行了降温处理，使得电子设备本身的能量得到了循环利用，提高了能量的使用率。

上述电子设备，能够在其温差发电模组的第一导热片与第二导热片的温差满足第一预设条件时进行发电，其所产生的电能可以对电子设备进行供电，也可以给蓄电装置进行蓄电，此外，该电子设备能够通过所述温差发电晶片将发热部件产生的热量传递至散热部件，进而实现对电子设备发热部件的降温，也就是，该电子设备能够利用其发热部件产生的热量进行发电的，还能够对发热部件进行了降温处理，使得电子设备本身的能量得到了循环利用，提高了能量的使用率。

附图说明

图1为本申请实施例中的温差发电模组的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中的温差发电模组的局部结构示意图；

图3为本申请实施例中的温差发电模组中的半导体连接的结构示意图；

图4为本申请实施例中的温差发电模组采用的塞贝克原理示意图；

图5为本申请实施例中的温差发电模组中半导体发电示意图。

附图标记：

1、第一导热片；2、第二导热片；3、散热部件；4、P型半导体；

5、N型半导体；6、金属片；7、第一导热胶带；8、第二导热胶带。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其它方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其它实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请提供了一种温差发电模组，应用于一电子设备，所述温差发电模组包括：

第一导热片1；

第二导热片2，其与所述第一导热片1之间至少部分地设有温差发电晶片，其中，所述温差发电晶片用以在所述第一导热片1与所述第二导热片2的温差满足第一预设条件时发电。

通过上述内容可以看出，上述的温差发电模组能够在所述第一导热片1与所述第二导热片2的温差满足第一预设条件时进行发电，其所产生的电能可以对电子设备进行供电，也可以给蓄电装置进行蓄电，此外，所述温差发电模组通过所述第一导热片1的一端与所述电子设备的发热部件连接，所述温差发电晶片通过所述第二导热片2的一端与所述电子设备的散热部件3连接，使得电子设备能够通过所述温差发电晶片将发热部件产生的热量传递至散热部件3，进而实现对电子设备发热部件的降温，可见，上述的温差发电模组在利用电子设备的发热部件产生的热量进行发电的同时，还对发热部件进行了降温处理，使得电子设备本身的能量得到了循环利用，提高了能量的使用率。

为了能够更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施例对上述的温差发电模组的具体的结构进行阐述。

本申请实施例提供了一种温差发电模组，具体请参见图1至3所示，应用于一电子设备，其中，电子设备可以是笔记本电脑、平板电脑、图像处理装置、手机等等，在此不做明确的限定，所述温差发电模组包括：第一导热片1、第二导热片2和温差发电晶片，第二导热片2与所述第一导热片1之间至少部分地设有温差发电晶片，其中，所述温差发电晶片用以在所述第一导热片1与所述第二导热片2的温差满足第一预设条件时发电。

其中，第一预设条件为所述第一导热片1与所述第二导热片2的处于一稳定的高低温环境，即，所述第一导热片1与所述第二导热片2的温差是否处于一恒定的温度范围内，例如，温差处于30度至32度之间，或者是温差处于40度至45度之间等等。

所述温差发电晶片通过所述第一导热片1的一端与所述电子设备的发热部件连接，具体为，所述第一导热片1的该端的上表面与所述发热部件相贴合。

所述温差发电晶片通过所述第二导热片2的一端与所述电子设备的散热部件3连接，具体为，所述第二导热片2的该端设置在所述散热部件3的散热口处，以使得所述散热部件3能够对所述第二导热片2进行降温处理。

为了更加便于对上述技术方案进行理解，下面以电子设备为平板电脑为例，对上述的技术方案进行详细说明。

其中，发热部件为所述平板电脑的CPU，散热部件3为所述平板电脑的风扇，而温差发电模组设置在CPU和风扇之间，具体地，该温差发电模组的第一导热片1的一端与CPU贴合设置，以能够直接接收到CPU的热量，该第一导热片1的另一端可以与风扇的背面相连接，以对该第一导热片1进行固定，该温差发电模组的第二导热片2的一端与风扇连接，该端是设置在风扇的正面，以使得风扇能够对第二导热片2进行有效地降温。

在本申请中，温差发电模组利用的是塞贝克效应来实现将热能转化为电能，其中，塞贝克效应是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象，具体请参见图4和图5所示。

在本实施例中，所述温差发电晶片包括：

设置在所述第一导热片1和所述第二导热片2之间的P型半导体4和N型半导体5，具体请参见图2和图3，其中，所述P型半导体4和所述N型半导体5通过金属片6串联，且所述金属片6分别设置在所述P型半导体4和所述N型半导体5的上表面或下表面，以使得温差发电模块所产生的电流能够由所述P型半导体4和所述N型半导体5起始端传输至结尾端。

其中，金属片6的厚度可以为0.3mm，P型半导体4的尺寸可以为2.5mm。

在一个优选的实施例中，所述P型半导体4和所述N型半导体5沿电流传输的方向依次间隔的设置，具体请参见图2和图3。

在本申请的温差发电模组中，所述第一导热片1和所述金属片6之间设有第一导热胶带7，所述第二导热片2和所述金属片6之间设有第二导热胶带8，其中，第一导热胶带7使得第一导热片1能够与金属片6进行牢固的连接，第二导热胶点8使得第二导热片2能够与金属片6进行牢固的连接，且不会影响热量的传递。

在上述温差发电模组的技术方案的基础上，本申请还提供了一种电子设备，包括：

发热部件；

散热部件3；

上述的温差发电模组，其中，所述温差发电模组的温差发电晶片通过所述温差发电模组第一导热片1的一端与所述发热部件连接；所述温差发电晶片通过所述温差发电模组的第二导热片2的一端与所述电子设备的散热部件3连接。

通过上述内容可以看出，上述电子设备，能够在其温差发电模组的第一导热片1与第二导热片2的温差满足第一预设条件时进行发电，其所产生的电能可以对电子设备进行供电，也可以给蓄电装置进行蓄电，此外，该电子设备能够通过所述温差发电晶片将发热部件产生的热量传递至散热部件3，进而实现对电子设备发热部件的降温，也就是，该电子设备能够利用其发热部件产生的热量进行发电的，还能够对发热部件进行了降温处理，使得电子设备本身的能量得到了循环利用，提高了能量的使用率。

在本实施例中，所述电子设备还包括：

蓄电部件，其与所述温差发电模组电连接，用于存储所述温差发电模组所产生的电能。

其中，该蓄电部件可以是电子设备本身的蓄电池，也可以是与该电子设备连接的其它电子设备。

在本实施例中，所述发热部件包括中央处理器(CPU)，其被配置为基于第二预设条件，控制所述温差发电模组进行蓄电或供电。其中，基于第二预设条件，控制所述温差发电模组进行蓄电或供电，包括：

检测所述温差发电模组的发电量，若所述发电量较小，以笔记本电脑为例，若CPU的功率为15w，而相应的温差发电模组的发电功率为0.2w，那么此时，就判断该发电功率较小，则控制所述温差发电模组进行蓄电；若CPU的功率为45w，而相应的温差发电模组的发电功率为1w，那么可以认为，该发电功率可以满足第二预设条件(假设第二预设条件为0.5w)，则控制所述温差发电模组进行供电；当然，在实际使用的过程中，还可以通过在电子设备中设置相应的控制选项，进而可以直接通过控制选项进行相应的选择以控制该温差发电模组进行蓄电或是供电。

在本实施例中，所述发热部件还包括图形处理器，中央处理器和/或图形处理器作为发热部件提供热量，其中，中央处理器还可以控制温差发电模组进行蓄电或供电。

在另一实施例中，所述发热部件包括图形处理器(GPU)，所述电子设备还包括中央处理器，所述中央处理器被配置为基于第二预设条件，控制所述温差发电模组进行蓄电或供电。

在本实施例中，所述电子设备还包括：

检测模块，其用于检测所述蓄电部件的蓄电状态；

所述中央处理器被配置为：

基于所述蓄电状态，控制所述温差发电模组将所产生的电能传输至所述蓄电部件或所述电子设备的耗电部件。

具体地，以笔记本电脑为例，且此时，笔记本电脑连接电源。

检测笔记本电脑的蓄电池的的蓄电状态，具体地，可以进行设定，例如，在蓄电池的蓄电状态大于70％时，无需进行充电，在蓄电状态处于50％-70％之间时，通过温差发电模组进行充电，在蓄电状态小于50％时，则直接通过接通的电源进行充电。

若此时，检测该笔记本电脑的蓄电池的蓄电状态为60％，则可以将温差发电模组产生的电量输送至该蓄电池，若通过温差发电模组将蓄电池的蓄电状态充电至70％，而笔记本电脑还在继续使用，那么可通过温差发电模组继续对蓄电池进行充电，直至充满，而若在通过温差发电模组将蓄电池的蓄电状态充电至78％时，将笔记本关闭，那么在下一次开机时，重新进行检测，即检测该蓄电池的蓄电状态为78％，那么则将温差发电模组产生的电量之间进行供电。

在本实施例中，所述第一导热片1和所述第二导热片2均与所述电子设备的散热部件3连接，其中，所述第一导热片1与所述散热部件3的底面固定连接，所述第二导热片2置于所述散热部件3的散热区域，以使所述散热部件3能够对所述第二导热片2进行降温。

基于与上述电子设备的技术方案相同的构思，本申请还提供了一种余热处理方法，该方法应用于上述的电子设备，该方法包括：

检测所述电子设备的温差发电模组的第一导热片1与第二导热片2的温差；

判断所述温差是否满足第一预设条件；

若满足，则控制所述温差发电模组进行发电。

进一步地，该方法还包括：

检测该温差发电模组的第一信息；

判断所述第一信息是否满足第二预设条件；

若满足，则控制所述温差发电模组进行蓄电或供电。

进一步地，该方法还包括：

检测所述蓄电部件的蓄电状态；

基于所述蓄电状态，控制所述温差发电模组将所产生的电能传输至所述蓄电部件或所述电子设备的耗电部件。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种温差发电模组，其特征在于，包括：

第一导热片；

第二导热片，其与所述第一导热片之间至少部分地设有温差发电晶片，其中，所述温差发电晶片用以在所述第一导热片与所述第二导热片的温差满足第一预设条件时发电。

2.根据权利要求1所述的温差发电模组，其特征在于，所述温差发电晶片包括：

设置在所述第一导热片和所述第二导热片之间的P型半导体和N型半导体，其中，所述P型半导体和所述N型半导体通过金属片串联，且所述金属片分别设置在所述P型半导体和所述N型半导体上表面或下表面。

3.根据权利要求2所述的温差发电模组，其特征在于，所述P型半导体和所述N型半导体沿电流传输的方向依次间隔的设置。

4.根据权利要求2所述的温差发电模组，其特征在于，所述第一导热片和所述金属片之间设有第一导热胶带，所述第二导热片和所述金属片之间设有第二导热胶带。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

发热部件；

散热部件；

如权利要求1-4任一项所述的温差发电模组，其中，所述温差发电模组的温差发电晶片通过所述温差发电模组的第一导热片的一端与所述发热部件连接；所述温差发电晶片通过所述温差发电模组的第二导热片的一端与所述散热部件连接。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，还包括：

蓄电部件，其与所述温差发电模组电连接，用于存储所述温差发电模组所产生的电能。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述发热部件包括中央处理器，其被配置为基于第二预设条件，控制所述温差发电模组进行蓄电或供电。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

检测模块，其用于检测所述蓄电部件的蓄电状态；

所述中央处理器被配置为：

基于所述蓄电状态，控制所述温差发电模组将所产生的电能传输至所述蓄电部件或所述电子设备的耗电部件。

9.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述第一导热片和所述第二导热片均与所述散热部件连接，其中，所述第一导热片与所述散热部件的底面固定连接，所述第二导热片置于所述散热部件的散热区域，以使所述散热部件能够对所述第二导热片进行降温。

10.一种余热处理方法，其特征在于，应用于上述权利要求5-9任一项所述的电子设备，所述方法包括：

检测所述电子设备的温差发电模组的第一导热片与第二导热片的温差；

判断所述温差是否满足第一预设条件；

若满足，则控制所述温差发电模组进行发电。