CN111030273A - 电器设备中功率器件的供电电源和电器设备 - Google Patents

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CN111030273A CN201911219768.7A CN201911219768A CN111030273A CN 111030273 A CN111030273 A CN 111030273A CN 201911219768 A CN201911219768 A CN 201911219768A CN 111030273 A CN111030273 A CN 111030273A
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张纾晗
周新宇
陈万兴
钟金扬
王伟华
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
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Abstract

本发明涉及一种电器设备中功率器件的供电电源和电器设备，包括电器设备的负载、热量收集模块、冷能提供模块和温差发电模块；热量收集模块用于从电器设备的负载回收热能，并将热能传导至温差发电模块的热端；冷能提供模块用于向温差发电模块的冷端提供冷能，以使温差发电模块的热端和温差发电模块的冷端之间的温差达到发电温差后，产生电能，以对电器设备的功率器件进行供电，实现了利用电器设备的负载的热能转化为电器设备的功率器件所需要的弱电，从而代替了电器设备中功率器件的供电电源或变压器，减少了功率器件的使用，从而提高了电器设备的EMC信号的抗干扰性能和电器设备运行的可靠性。

Description

电器设备中功率器件的供电电源和电器设备
技术领域
本发明涉及电器设备技术领域，具体涉及一种电器设备中功率器件的供电电源和电器设备。
背景技术
空调等电器设备的控制器中的功率器件一般是由强电通过开关电源或变压器转化为弱电后进行供电的。但开关电源或变压器存在电磁兼容性(Electro MagneticCompatibility，EMC)信号干扰，尤其是在辐射发射方面影响较大，从而影响电器设备的运行。
因此，如何提高电器设备的EMC信号的抗干扰性能，提高电器设备运行的可靠性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电器设备中功率器件的供电电源和电器设备，以解决现有技术中空调系统在运行过程可靠性较低的问题。
为实现以上目的，本发明提供一种电器设备中功率器件的供电电源，包括电器设备的负载、热量收集模块、冷能提供模块和温差发电模块；
所述电器设备的负载和所述温差发电模块的热端分别与所述热量收集模块相连；
所述冷能提供模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述热量收集模块用于从所述电器设备的负载回收热能，并将所述热能传导至所述温差发电模块的热端；
所述冷能提供模块用于向所述温差发电模块的冷端提供冷能，以使所述温差发电模块的热端和所述温差发电模块的冷端之间的温差达到发电温差后，产生电能，以对所述电器设备的功率器件进行供电。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源中，所述冷能提供模块包括夹层、水泵、第一导管和水箱；
所述温差发电模块的冷端被所述夹层包裹；
所述夹层的腔室内的冷却水使用所述水泵和所述第一导管通过外置的所述水箱循环流动，以带走所述温差发电模块的冷端热量。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源中，所述冷能提供模块还包括第二导管；
所述第二导管的一端通入所述水箱，所述第二导管的另一端通入冷气室；
所述冷气室内的冷气从所述第二导管进入所述水箱后对所述水箱内的水进行降温。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源中，所述第二导管的一端高于所述水箱内的水面位置。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源中，所述温差发电模块包括多个并联的热电效应半导体。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源中，所述热电效应半导体由锑和铜制作。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源，还包括电源管理模块；
所述电源管理模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述电源管理模块用于将所述温差发电模块产生的电能转换为所述电器设备的功率器件的额定工作电压。
进一步地，上述所述的电器设备中功率器件的供电电源，还包括储能模块；
所述电源管理模块通过所述储能模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述储能模块用于存储所述温差发电模块产生的电能。
本发明还提供一种电器设备，设置有如上任一项所述的电器设备中功率器件的供电电源。
进一步地，上述所述的电器设备中，所述电器设备包括空调或冰箱。
本发明的电器设备中功率器件的供电电源和电器设备，利用热量收集模块从电器设备的负载收集热能并传送给温差发电模块的热端，利用冷能提供模块对温差发电模块的冷端提供冷能，使温差发电模块两端的温差达到发电温差后，产生电能，并利用温差发电模块产生的电能对电器设备的功率器件进行供电，实现了利用电器设备的负载的热能转化为电器设备的功率器件所需要的弱电，从而代替了电器设备中功率器件的供电电源或变压器，减少了功率器件的使用，从而提高了电器设备的EMC信号的抗干扰性能和电器设备运行的可靠性。同时，有效率地利用了电器设备的负载的能量，提高了电器设备的能量利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例一的结构示意图；
图2为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例二的结构示意图；
图3为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例三的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
图1为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的电器设备中功率器件的供电电源包括电器设备的负载10、热量收集模块11、冷能提供模块13和温差发电模块12。其中，电器设备的负载10和温差发电模块12的热端分别与热量收集模块11相连；冷能提供模块13与温差发电模块12的冷端相连。
在一个具体实现过程中，热量收集模块11用于从电器设备的负载10回收热能，并将热能传导至温差发电模块12的热端。其中，热量收集模块11可以根据具体的负载选取。例如，电器设备的负载10优选为压缩机，热量收集模块11可以为耐热管道，可以将耐热管道插入压缩机的排气管，以将压缩机排气管内的热量进行收集，并将热能传导至温差发电模块12的热端。热量收集模块11还可以为导热部件，可以将导热部件放置在压缩机的排气管的表面，以便将排气管产生的热量进行导热回收，并将热能传导至温差发电模块12的热端。本实施例中，优选为导热部件作为热量收集模块11，这样，可以有效利用电器设备的负载10产生的热量，实现热量回收，减少热量排放，提高了电器设备的能量利用率。
冷能提供模块13用于向温差发电模块12的冷端提供冷能，以使温差发电模块12的热端和温差发电模块12的冷端之间的温差达到发电温差后，产生电能。其中，冷端可以根据实际需求选取。例如，可以采用水冷的方式提供冷能，也可以采用气冷的方式提供冷能，也可以采用二者结合的方式提供冷能，本实施例不做具体限制。
在一个具体实现过程中，电器设备的负载10通电工作后，会产生热量，热量收集模块11将负载产生的热量进行收集后，并传入温差发电模块12的热端，同时，冷能提供模块13的冷能作用在温差发电模块12的冷端，迅速带走冷端热量，这样，温差发电模块12的热端和温差发电模块12的冷端之间温差达到发电温差后，温差发电模块12中的带电粒子(电子和空穴)产生定向移动，形成电流，从而产生电能，以对电器设备的功率器件进行供电。这样，电器设备仅需要通入强电后，电器设备的负载10即可运行，电器设备中不需要在利用额外的功率器件组装开关电源或变压器将强电转变为弱电后，再对控制器芯片、显示板和数字逻辑控制电路等功率器件进行供电。
本实施例的电器设备中功率器件的供电电源，利用热量收集模块11从电器设备的负载10收集热能并传送给温差发电模块12的热端，利用冷能提供模块13对温差发电模块12的冷端提供冷能，使温差发电模块12两端的温差达到发电温差后，产生电能，并利用温差发电模块12产生的电能对电器设备的功率器件进行供电，实现了利用电器设备的负载10的热能转化为电器设备的功率器件所需要的弱电，从而代替了电器设备中功率器件的供电电源或变压器，减少了功率器件的使用，从而提高了电器设备的EMC信号的抗干扰性能和电器设备运行的可靠性。同时，有效率地利用了电器设备的负载10的能量，提高了电器设备的能量利用率。
在一个具体实现过程中，上述实施例中的冷能提供模块13采用水冷方式实现时，冷能提供模块13包括夹层、水泵、第一导管和水箱。其中，温差发电模块12的冷端被夹层包裹。夹层采用空腔结构设置，夹层的腔室内的冷却水使用水泵和第一导管通过外置的水箱循环流动，从而可以带走温差发电模块12的冷端热量。
在实际应用中，若无法对水箱内的水进行补水更换，随着水箱内的水反复循环，水箱内的水温散热并不及时，导致夹层的腔室内的冷却水温度也会有一定的升高，无法有效快速的对温差发电模块12的冷端进行降温，因此，本实施例中，冷能提供模块13还可以包括第二导管。第二导管的一端通入水箱内部，并高于水箱内的水面位置，以防止水从第二导管流出。第二导管的另一端通入冷气室，冷气室内的冷气从第二导管进入水箱后，可以对水箱内的水进行降温。其中，电器设备若自带蒸发器，冷气室可以为蒸发器的作用空间。
在一个具体实现过程中，为了产生足够的电能，温差发电模块12包括多个并联的热电效应半导体，该热电效应半导体优选为由锑和铜制作。
图2为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的电器设备中功率器件的供电电源在上述实施例的基础上，进一步还可以包括电源管理模块14。电源管理模块14与温差发电模块12的冷端相连；电源管理模块14用于将温差发电模块12产生的电能转换为电器设备的功率器件的额定工作电压，以对电器设备的功率器件进行供电。这样，可以避免由于温差发电模块12产生的电能可能不稳定，或者，无法满足电器设备的功率器件的额定电压，导致电器设备的功率器件无法工作的情况。
图3为本发明的电器设备中功率器件的供电电源实施例三的结构示意图，如图3所示，本实施例的电器设备中功率器件的供电电源在上述实施例的基础上，进一步还可以包括储能模块15。其中，电源管理模块14通过储能模块15与温差发电模块12的冷端相连，储能模块15用于存储温差发电模块12产生的电能。这样，可以将温差发电模块12产生的多余电能进行储存，同时，电源管理模块14从储能模块15获取电能，更加稳定。
为了更全面，对应于本发明实施例提供的电器设备中功率器件的供电电源，本申请还提供了一种电器设备。该电器设备设置有如上实施例的电器设备中功率器件的供电电源。其中，电器设备可以包括但不限制空调或冰箱。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，包括电器设备的负载、热量收集模块、冷能提供模块和温差发电模块；
所述电器设备的负载和所述温差发电模块的热端分别与所述热量收集模块相连；
所述冷能提供模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述热量收集模块用于从所述电器设备的负载回收热能，并将所述热能传导至所述温差发电模块的热端；
所述冷能提供模块用于向所述温差发电模块的冷端提供冷能，以使所述温差发电模块的热端和所述温差发电模块的冷端之间的温差达到发电温差后，产生电能，以对所述电器设备的功率器件进行供电。
2.根据权利要求1所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，所述冷能提供模块包括夹层、水泵、第一导管和水箱；
所述温差发电模块的冷端被所述夹层包裹；
所述夹层的腔室内的冷却水使用所述水泵和所述第一导管通过外置的所述水箱循环流动，以带走所述温差发电模块的冷端热量。
3.根据权利要求2所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，所述冷能提供模块还包括第二导管；
所述第二导管的一端通入所述水箱，所述第二导管的另一端通入冷气室；
所述冷气室内的冷气从所述第二导管进入所述水箱后对所述水箱内的水进行降温。
4.根据权利要求3所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，所述第二导管的一端高于所述水箱内的水面位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，所述温差发电模块包括多个并联的热电效应半导体。
6.根据权利要求5所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，所述热电效应半导体由锑和铜制作。
7.根据权利要求1-4任一项所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，还包括电源管理模块；
所述电源管理模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述电源管理模块用于将所述温差发电模块产生的电能转换为所述电器设备的功率器件的额定工作电压。
8.根据权利要求7所述的电器设备中功率器件的供电电源，其特征在于，还包括储能模块；
所述电源管理模块通过所述储能模块与所述温差发电模块的冷端相连；
所述储能模块用于存储所述温差发电模块产生的电能。
9.一种电器设备，其特征在于，设置有如权利要求1-8任一项所述的电器设备中功率器件的供电电源。
10.根据权利要求9所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备包括空调或冰箱。
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