CN1707935B - 便携式电子设备的电能自给方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式电子设备的电能自给方法及系统，所述方法为：收集便携式电子设备中的电子组件运行时所产生的第一能源；将第一能源转换为便携式电子设备运行所需要的第二能源；利用所述第二能源为便携式电子设备提供工作能源。所述系统包括：一收集并将第一能源转换为第二能源的转换装置，在以电池为电源的电子设备中与电子组件以热传导方式连接。该转换装置在电子设备中收集运行中电子组件产生的第一能源，如热能，并将其转换为第二能源，如电能，用于电子设备中对电池充电存储或使用，形成电子设备自给式热电转换供应的能量循环。所述转换装置包括一热收集器、一热电转换单元，通过一热传导装置与电子组件连接。

Description

便携式电子设备的电能自给方法及系统

技术领域

本发明涉及一种便携式电子设备的电能自给方法及系统，特别涉及一种利用能源转换装置与电子组件组成的系统，在便携式电子设备中撷取电子组件运行所产生的热能并将该热能转换为电子设备运行时所需的电能，并存储在便携式电子设备的储能组件中。

背景技术

随着科技的发展和电子产品消费的普及，如便携式计算机、移动电话、PDA及ipod等掌上计算机和各种MP3播放机等，为使用者提供了在繁忙且快速发展的经济环境中许多的方便与实时性，特别是在获取各种信息和通讯上更为便利。但这些电子产品的使用，主要依赖所配置或内置的可充电式电池提供工作电力支持，即使不断的提高电池的蓄电容量并降低耗电量以获得较长使用时间，但使用者在户外的使用时间越来越长，换言之，这些消费性电子产品蓄电电池总会耗用殆尽。当在户外使用时，即使携带充电器也无可用之地。且消费性电子产品的电池大都不能使用通用性或一般消费性电池代替使用。因此如果能便利获得充电电源，就可以延长使用时间，更不需要利用外部电力充电，但目前公知的便携式计算机与消费性电子产品都无法达到此项功能。

公知的各种消费性电子产品，尤其是具有高速运算功能的便携式计算机，通常是在一个近似封闭的电子设备机壳内将执行各种运算的电子组件，如集成电路或其它电子组件固定在一电路基板如印刷电路板上，再安设在电子设备机壳中。随着电子电路技术及集成电路技术的不断发展，电子组件在运算和处理速度上越来越快，相对于高速的运算处理过程，使得电子组件产生大量的热量，因此，本领域技术人员还必须发展散热技术或装置以达到更好的散热效果。

热能是可被利用的重要能源之一，以往在各种计算机中，特别是便携式计算机，都在尽力获得好的散热效果。但是，同时也不断的在浪费可利用的能源。且本领域技术人员考虑如何将空间内热量发散到大自然，相对也会造成大自然环境的温室效应而使温度不断增高，造成对环境的危害。因此，如果能将电子组件所产生的热量进一步利用或转换为其他能源，不仅可以解决电子组件产生热量的问题，还能实现环保的能源再利用，更不需要各种散热装置，使计算机特别是便携式计算机在体积方面更轻薄。但是公知各种计算机特别是便携式计算机或其它的消费性电子产品，都无法解决上述问题。

发明内容

本发明的特征在于提供一种便携式电子设备的电能自给方法，撷取并收集所述便携式电子设备中的电子组件运行时所产生的第一能源；将所述第一能源转换为便携式电子设备运行所需要的第二能源；将所述第二能源存储并用于便携式电子设备的启动与运行。

本发明的另一特征在于提供一种便携式电子设备的电能自给系统，该系统内置在电子设备中，利用收集并能将第一能源转换为第二能源的一转换装置内置于电子设备中并与电子组件呈热传导连接.所述转换装置在电子设备内经电池启动运行后，可随时撷取并收集运行中电子组件产生的废弃能源，如热能，通过能源转换生成可利用的第二能源，如电能，并用于电子设备中电池充电存储或使用，形成电子设备自给式热电转换供应的能量循环利用.即在电池由外部电力进行初始充电后，不再需要外部电力充电.

本发明提供了一种便携式电子设备的电能自给方法，包括以下步骤：

1)电子组件以热结合关系组成，收集所述便携式电子设备中的电子组件运行时所产生的第一能源；

2)，通过所述能源转换媒介将所述第一能源转换为便携式电子设备运行所需要的第二能源；

3)在一电力构件中，利用所述第二能源为便携式电子设备提供工作能源。

本发明提供了一种便携式电子设备的电能自给系统，包括

设置在便携式电子设备内的电子组件；

能源转换装置，与所述电子组件以热传导方式连接，用于获取所述电子组件运行时所产生的第一能源，如热能，并将该第一能源转换为第二能源，如电能。

安装在便携式电子设备内提供工作电源及存储电力的储能组件；

与所述能源转换装置及储能组件相连接的充电电路，用于将获得的电能存储到所述储能组件中。

在一优选实施例中，内置在便携式电子设备的能源转换装置包括：

一热收集器，与电子组件表面热传导连接，用于收集电子组件所生的热能并储存；

一热电转换单元，连接热收集器并获得第一能源的热能，然后转换生成第二能源的电能；

在一优选实施例中，该能源转换装置中设置的热收集器为纳米级热传导组件与电子组件连接，如纳米级高导热材料或纳米超导管。

附图的简要说明

图1为本发明实施例的系统结构图；

图2为本发明实施例的电子组件与热收集器的热传导连接的结构示意图；

图3为本发明实施例的运行流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-电子组件              2-储能组件

3-能源转换装置          4-充电电路

5-热传导组件            31-热收集器

32-热电转换单元

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明优选实施例的便携式电子设备的电能自给系统，主要由配置在便携式电子设备中的电子组件1、储能组件2、能源转换装置3和充电电路4组成，通过热结合传递及能源转换技术，直接在便携式电子设备内进行循环式能源转换，自给发电并储存在储能组件中，提供便携式电子设备运行所需的电源。

如图1和图2所示，在本具体实施例中，电子组件1配置在一消费性电子产品中，特别是非持续性与外部电力连接的便携式计算机的电路板上。在本具体实施例中，电子组件1为高速运算的集成电路，其中以中央处理器产生的热量最高。在便携式电子设备利用储能组件2存储的电力启动且持续运行下，电子组件1只要一启动运行必然持续产生热能，所产生的热能即为本发明的系统能量转换使用的第一能源。

储能组件2配置在便携式电子设备中，提供便携式电子设备启动与维持运行所需的工作电源。在本具体实施例中，储能组件2采用可充电的电池或电池组。在本发明的系统中，储能组件2所存储的电力来源包括外部电力-作为储能组件2第一次使用充电的电力来源和由能源转换装置3转换生成的第二能源电力-作为第一次外部电力充电后的充电电力来源，充电运行来自与能源转换装置3电连接的充电电路4。

能源转换装置3主要配置在便携式电子设备中，作为电子组件1所生成的废弃能源和储能组件2所需的能源间的能源转换装置。能源转换装置3与电子组件1呈热传导结合关系连接，随时收集电子组件1运行中所发散的热能，作为转换前的第一能源，收集的热能通过能源转换生成可利用的第二能源，如电能，通过充电电路4的电连接输出并存储在储能组件2中，提供储能组件的充电电力来源。

能源转换装置3，如图3所示，在本具体实施例中包括一热收集器31及一热电转换单元32。热收集器31通过纳米级热传导组件5与电子组件1表面呈热传导关系连接，如图2所示，用于快速传递并收集电子组件1产生的废弃热能，并通过热传导连接将热能传递到热电转换单元32进行能源转换。热电转换单元32为可将热能转换生成为电能的一构件，可采用配置有纳米热电转换材料的构件或热电转换器等。

在本具体实施例中，热收集器31为一个具有高效热传导的板形构件，如微型化的太阳能热收集板，在其表面设置有多个纳米级热传导组件5，用于与电子组件1表面进行热传导连接，如图2所示，纳米级热传导组件5可采用纳米超导管或纳米级高导热材料制成。

热收集器31的主要功能是提供热电转换单元32转换生成电能所需要的第一能源；在本具体实施例中，还用于发散电子组件1所产生的热能。

充电电路4与储能组件2电连接，充电电路4的电源输入端同时电连接一外部电力连接组件和能源转换装置3的能源输出端，由此在电子组件1的运行下，可由能源转换装置3获得热能转换生成的电能，直接作为储能组件2存储电力的电力来源。

关于本发明的具体实施例的结构及运行方式，如图1、图2和图3所示：

便携式电子设备，利用第一次由外部电力存储电力的储能组件2提供启动与运行所需的工作电源.便携式电子设备中的电子组件1启动后开始运行并在运算处理时产生热能，且电子组件1只要运行就会持续产生高温热能，使用时间越长则越热.当电子组件1产生热能时，能源转换装置3的热收集器31通过纳米级热传导组件5，传导收集热传导连接的电子组件1的热能，一方面取得可再利用的第一能源，降低能源浪费，同时也发散电子组件1产生的热能.热收集器31收集的第一能源的热能，被传递到热电转换单元32进行转换处理，生成第二能源的电能并输出.输出的电能通过电传递经充电电路4存储到储能组件2中，再由储能组件2输出存储电力提供便携式电子设备运行的电源，形成一能源循环与转换再利用的电能自给系统.在便携式电子设备中进行并完成上述过程，直接撷取电子组件1的热能转换为电能，存储到储能组件2并提供启动运行使用，即使在便携式电子设备关闭使用后，下次开启使用时仍可以由前次所转换并存储在储能组件2中的电能提供启动所需的工作电源，不需要再连接外部电力对储能组件2充电.

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用于其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种便携式电子设备的电能自给系统，其特征在于，该系统包括：

能源转换装置，由热收集器及热电转换单元组成，所述热收集器以热传导方式连接在电子组件表面，用于收集所述电子组件所生的热能，其中，所述电子组件为包括中央处理器的集成电路；所述热电转换单元连接于所述热收集器的输出端，将所述热收集器所输出的热能转换生成电能输出；

充电电路，以接收所述热电转换单元所输出的电能；

电力构件，以接收充电电路所输出的电能进行充电，并提供所述电子组件所需的电能。

2.如权利要求1所述的便携式电子设备的电能自给系统，其特征在于所述能源转换装置通过设置在所述热收集器上的多个热传导组件与所述电子组件表面热传导连接，用于传递热能并在所述热收集器存储热能。

3.如权利要求2所述的便携式电子设备的电能自给系统，其特征在于所述能源转换装置通过纳米级热传导组件与所述电子组件热传导连接。

4.如权利要求3所述的便携式电子设备的电能自给系统，其特征在于所述纳米级热传导组件采用纳米超导管或纳米级高导热材料中的任意一种。

5.如权利要求1所述的便携式电子设备的电能自给系统，其特征在于储能组件为可充电式电池或电池组。

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