CN202282621U

CN202282621U - 温差发电锂电池充电系统

Info

Publication number: CN202282621U
Application number: CN2011203940612U
Authority: CN
Inventors: 刘敏; 陈忠; 陈金灿; 吕迎阳
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2021-10-14

Abstract

温差发电锂电池充电系统，涉及一种充电设备。设有温差发电组件、稳压电路、超级电容和锂电池充电配件；温差发电组件设有半导体温差发电模块、热源传导件和冷源传导件，半导体温差发电模块设于热源传导件与冷源传导件之间，半导体温差发电模块热端面触接热源传导件，半导体温差发电模块冷端面触接冷源传导件；稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端电连接，稳压电路的电压输出端与锂电池充电配件电压输入端电连接，锂电池充电配件的电压输出端为对锂电池进行充电的输出端；超级电容正极板接于温差发电模块电压输出端与稳压电路电压输入端之间，超级电容负极板接地。特别适合野外作业，利用冷热源温差进行发电并为锂电池充电。

Description

温差发电锂电池充电系统

技术领域

本实用新型涉及一种充电设备，尤其是涉及一种温差发电锂电池充电系统。

背景技术

许多小型电子产品如MP3、MP4、手机、数码相机、笔记本电脑等都是用锂电池供电。在野外或无电环境时，当锂电池无法及时充电会导致这些电子产品无法使用，这就需要应急充电装置。近年来半导体温差发电技术取得了较大发展，温差发电所需的能量在野外可以较容易实现，具有较广泛的应用前景。与蓄电池相比，超级电容器具有体积小、容量大、功率比及能量比高，无须特别的充电电路和放电控制电路，充电迅速、免维护等优点，是一种新型的绿色储能元件。如何利用半导体温差发电技术来实现在野外或无电环境时对锂电池进行充电已成为业内十分关注的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种特别适合野外作业，利用冷热源温差进行发电并为锂电池充电的温差发电锂电池充电系统。

本实用新型设有温差发电组件、稳压电路、超级电容和锂电池充电配件；

所述温差发电组件设有半导体温差发电模块、热源传导件和冷源传导件，半导体温差发电模块设于热源传导件与冷源传导件之间，半导体温差发电模块的热端面触接热源传导件，半导体温差发电模块的冷端面触接冷源传导件；稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端电连接，稳压电路的电压输出端与锂电池充电配件的电压输入端电连接，锂电池充电配件的电压输出端为对锂电池进行充电的输出端；超级电容的正极板接于温差发电模块的电压输出端与稳压电路的电压输入端之间，超级电容的负极板接地。

所述热源传导件可采用铝块、铜块等传导效果好的金属块，所述冷源传导件可采用铝锅、铜锅等传导效果好的金属容器，所述热源传导件与所述冷源传导件最好经紧固件连接。

所述稳压电路可采用型号为LM2577-12的升压稳压芯片。

所述锂电池充电配件可直接市购现有锂电池充电标准配件。

所述稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端电连接，最好是在稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端之间设有2个二极管，所述超级电容的正极板接在2个二极管之间，所述二极管可采用型号为IN5822的肖特基二极管。在半导体温差发电模块与超级电容之间接有肖特基二极管是为了防止超级电容电压较高时对半导体温差发电模块产生反充。在超级电容与稳定电路之间接有肖特基二极管是为了防止稳定电路对超级电容的影响，肖特基二极管比普通二极管压降小。

所述超级电容采用现有的超级电容，超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子(而不依靠化学反应)释放电流，从而为设备提供电源。

与现有技术比较，本实用新型具有以下突出优点：

在野外使用时，可直接采用火作为热源(如用火烧热铝块)，直接采用水作为冷源(将水放入铝锅内)，这样就可利用火(热源)与水(冷源)之间的温差使半导体温差发电模块发电，将电能用超级电容储存和稳压处理，就可实现为锂电池充电。由此可见，本实用新型可广泛应用于各种野外环境，只要有热源和水，就能实现锂电池充电。充电系统寿命长，便于携带且不需维护，使用方便，而且充电系统为绿色环保的充电系统。本实用新型以超级电容作为辅助储能元件，这样当半导体温差发电模块产生足够的功率时给负载提供电能，同时给超级电容充电，若功率不足时，由超级电容提供电能；超级电容是绿色储能元件，具有高能量密度、长时间的连续充放电能力、充放电电路十分简单等特点。本实用新型可使半导体温差发电模块总是以匹配功率向外提供能量，这样能够充分利用其效率。总之，本实用新型具有便于携带、清洁、无污染、方便，能够在无电或断电的野外和应急情况下给各种电子产品中的锂电池进行充电的突出优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成及电路原理框图。

图2为图1中的温差发电组件的结构示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为图1中的超级电容接入电路原理图。

图5为图1中的稳压电路原理图。

具体实施方式

参见图1～3，本实用新型设有温差发电组件、稳压电路、超级电容和锂电池充电标准配件。

温差发电组件设有半导体温差发电模块40、铝块50(热源传导件)和铝锅10(冷源传导件)，半导体温差发电模块40设于铝块50与铝锅10之间，半导体温差发电模块40的热端面贴紧在铝块50上，半导体温差发电模块40的冷端面贴紧在铝锅10底面上，铝块50与铝锅10的底座30经销钉60紧固连接。铝锅10盛有水(冷源)P。在铝块50的下方可烧火(热源)。稳压电路输出12V的电压。稳压电路的电压输出端与锂电池充电配件的电压输入端电连接，锂电池充电配件的电压输出端为对锂电池进行充电的输出端。

参见图4，半导体温差发电模块的电压输出端经2个型号为IN5822的肖特基二极管与稳压电路的电压输入端电连接。超级电容的正极板接于2个肖特基二极管之间，超级电容的负极板接地。在半导体温差发电模块与超级电容之间接1个肖特基二极管是为了防止超级电容电压较高时对半导体温差发电模块产生反充。超级电容与稳定电路之间接另一个肖特基二极管是为了防止稳定电路对超级电容的影响，而且肖特基二极管比普通二极管压降小。超级电容的容量可根据实际需要按电容原理选用，这里采用50F/16V。加入超级电容作为储能元件，一方面根据温差发电原理，半导体温差发电产生的电能会因为温差的变化而变化，因而有必要加入一个辅助的储能元件。另一方面是因为超级电容是绿色储能元件，相比于蓄电池具有高能量密度、长时间的连续充放电寿命、而且充放电电路十分简单等优点。

参见图5，稳压电路选用型号为LM2577-12升压稳压芯片，其输入电压范围是3.5V～40V，输出电压是稳定12V。升压稳压芯片内部有1.23V和2.5V能隙基准电压单元，52kHz固定频率锯齿波振荡器、RS触发器、晶体管驱动电路和峰值电流可以达到3A的晶体管，还包括峰值电流采样电阻、采样电流放大器、采样电压放大器，共同组成电压、电流误差反馈系统，以达到脉冲宽度调制(PWM)工作方式。另外，它还具有软启动、欠压锁定、过流限制及热关断等单元。升压稳压芯片只需要外接六个元器件就可以组成一个输出12V的直流升压电源。C1为直流输入的滤波电容，L1是功率电感，IN5821是肖特基二极管，C3为输出电压的滤波电容，R1、C2组成补偿网络。图5中的标号1～5表示升压稳压芯片的管脚。

Claims

1.温差发电锂电池充电系统，其特征在于设有温差发电组件、稳压电路、超级电容和锂电池充电配件；

温差发电组件设有半导体温差发电模块、热源传导件和冷源传导件，半导体温差发电模块设于热源传导件与冷源传导件之间，半导体温差发电模块的热端面触接热源传导件，半导体温差发电模块的冷端面触接冷源传导件；稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端电连接，稳压电路的电压输出端与锂电池充电配件的电压输入端电连接，锂电池充电配件的电压输出端为对锂电池进行充电的输出端；超级电容的正极板接于温差发电模块的电压输出端与稳压电路的电压输入端之间，超级电容的负极板接地。

2.如权利要求1所述的温差发电锂电池充电系统，其特征在于所述热源传导件采用铝块，所述冷源传导件采用铝锅，所述热源传导件与所述冷源传导件经紧固件连接。

3.如权利要求1所述的温差发电锂电池充电系统，其特征在于所述稳压电路采用型号为LM2577-12的升压稳压芯片。

4.如权利要求1所述的温差发电锂电池充电系统，其特征在于所述稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端电连接，是在稳压电路的电压输入端与半导体温差发电模块的电压输出端之间设有2个二极管，所述超级电容的正极板接在2个二极管之间。

5.如权利要求4所述的温差发电锂电池充电系统，其特征在于所述二极管采用型号为IN5822的肖特基二极管。