CN209219833U - 一种多功能杯 - Google Patents

Abstract

一种多功能杯，其包括设置在内筒与外筒之间形成的空腔中的半导体温制冷片和控制系统的电路板，控制系统包括用于探测电内筒温度的温度探测器、比较器和电开关，其中，温度探测器中，第一电阻和热敏电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的反相端；第二电阻和第三电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的同相端；比较器的输出端连接于电开关的控制端；电开关的第一端和第二端分别连接于半导体制冷片的第一端和地之间，同时连接于供电电路的第一供电端，半导体制冷片的第二端连接于供电电路的第二供电端。本实用新型提供的多功能杯，在存在热源的情况下，其能产生电能，在需要将杯内的物质保鲜时，可以制冷。

Description

一种多功能杯

技术领域

本实用新型涉及一种多功能杯，尤其涉及一种可以产生电能的多功能杯，属于生活用品技术领域。

背景技术

现有技术中公开了一种多功能智能水杯，其包括：LED显示屏、杯体、微型蓄电池、USB充电接口、升压模块、多个温差发电片、杯盖；所述的杯体上端敞开，侧壁上设有杯柄；所述的LED显示屏安装在杯体的外壁上，杯盖覆盖在杯体的敞开端，多个温差发电片均匀分布在杯体的壁面上，微型蓄电池安装在杯体杯柄内部空间，升压模块布置在杯体的底部；所述的升压模块自带一显示屏和USB接口；所述的温差发电片通过导线连接升压模块的输入端，升压模块通过导线与微型蓄电池连接，该把水杯的热量利用起来，将热量转化为电能，储存在水杯自带的微型蓄电池中，手机等移动设备没电时，为其提供能量，方便人们使用。

现有技术还公开了一种多功能水杯，水杯的内胆外侧与温差发电材料的一面热接触，温差发电材料的另一面与散热物体热接触，温差发电材料因两面的温差而发电。温差发电材料的输出端通过二极管与可充电电池以及输出插口等电路相并联，从输出插口通过通用USB数据线，为手机、MP4等随身携带小电器供电。

但现有技术中提供的多功能水杯，在需要制冷时，仅能给温差发电材料提供一种恒定电压，或者强制制冷，或者保持制冷状态，工作状态单一。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种多功能杯，在存在热源的情况下，其能产生电能，在需要将杯内的物质保鲜时，可以快速制冷，还可以处于保持状态。

为实现所述发明目的，本实用新型提供一种多功能杯，其包括杯体和杯盖，所述杯体包括内筒和外筒，其特征在于，还包括设置在内筒与外筒之间形成的空腔中的半导体温制冷片和控制系统的电路板，所述控制系统包括用于探测内筒温度的温度探测器、比较器和电开关，其中，温度探测器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和热敏电阻，第一电阻和热敏电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的反相端；第二电阻和第三电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的同相端；比较器的输出端连接于电开关的控制端；电开关的第一端和第二端分别连接于半导体制冷片的第一端和地之间，第一端同时连接于供电电路的第一供电端，半导体制冷片的第二端连接于供电电路的第二供电端。

优选地，所述比较器包括第一运算放大器、第四电阻和第一二极管，第一运算放大器的输出端连接于第一二极管的负极，第一二极管的正极连接于第四电阻的第一端，第一电阻的第二端连接于运算放大器的反相端。

优选地，供电电路包括变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电容和第二电容，其中，变压器初级线圈连接于供电电源，次级线圈具有五个抽头，第一抽头连接于第二二极管的负极，第二抽头连接于第三二极管的负极，第四抽头连接于第四二极管的负极，第五抽头连接于第五二极管的负极，第三二极管的正极和第四二极管的正极相连并连接于半导体制冷片的第一端；第二二极管的正极和第五二极管的正极相连并连接于地，第一电容的第一端连接于第二二极管的正极，第二端连接于第三抽头，第三抽头连接于半导体制冷片的第二端；第二电容的第一端连接于第三抽头，第二端连接于地。

优选地,多功能杯还包括电能转换电路，电能转换电路包括：第五电阻R8、第六电阻R9和脉冲宽度调制电路，第五电阻R8和第六电阻R9它们相串联后连接于半导体制冷片的两端，其中间节点用于取出半导体制冷片8的取样电压,并连接于脉冲宽度调制电路的输入端，脉冲宽度调制电路包括第二运算放大器P3和第三运算放大器P4，第二运算放大器P3的输出端连接于其反相端，其正相输入端连接第五电阻R8和第六电阻R9相串联的中间节点，第三运算放大器P4的反相端连接于第二运算放大器P3的输出端，同相端连接于三角波产生器，输出端连接于第一场效应管T1的栅极。

优选地，电能转换电路还包括升压电路，升压电路包括第二场效应管T2、第二二极管D2和线圈L，其中第二场效应管T2的栅极连接于第三运算放大器P4的输出端，漏极连接于第二二极管D2的正极及电感L的第二端，第二场效应管T2的源极连接于地，电感L的第一端连接于半导体制冷片的正极输出端，第二二极管D2的负极向外供电。

优选地，电能转换电路还包括蓄电池, 第二二极管D2的负极连接于蓄电池的第一端，蓄电池的第二端连接于地。

优选地，三角波频率源包括第三电容、一个用于给第三电容充电和放电的开关装置和一个用于控制所述开关装置动作以给第三电容进行充电和放电的开关控制器。

与现有技术相比，本实用新型提供的多功能杯在存在热源的情况下，其能产生电能，在需要将杯内的物质保鲜时，可以快速制冷，还可以处于保持状态。

附图说明

图1是本实用新型提供的多功能杯的截面示意图；

图2是本实用新型提供的多功能杯的控制系统的组成框图；

图3是本实用新型提供的多功杯制冷时温度探测电路和制冷片的供电电路；

图4是本实用新型提供的多功杯的电能转换电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型提供的多功能杯的截面示意图，如图1所示，本实用新型提供的多功能杯包括杯体和杯盖11，所述杯体包括内筒7和外筒8，还包括设置在内筒与外筒之间形成的空腔9中的半导体制冷片6和控制系统的电路板、蓄电池等。半导体制冷片包括制冷端面和制热端面，一个端面与多功能杯内筒7导热接触，另一个端面与多功能杯外筒8导热接触。半导体制冷片分别通过导热硅胶粘附于内筒7的外壁和外筒8的内壁上。内筒7与外筒8之间形成的空腔为真空状态。优选地，杯体上设置有密封隔热环10。本实用新型中，杯盖11和杯体优选通过螺纹连接。

图2是本实用新型提供的多功能杯的控制系统的组成框图，如图2所示，多功能杯的控制电路至少包括电能转换电路3和USB接口4，半导体制冷片6与电能转换电路3电性相连，电能转换电路3与USB接口4相连，在杯体的筒上设置有用于安装USB接口4插口，便于用电设备连接。电能转换电路3用于将半导体制冷片6产生的电能进行电压转换并给超级电容或者蓄电池E充电,而后利用超级电容或者蓄电池E通过USB接口4向外提供电能,和/或通过驱动电路5驱动发光电气发光。

根据本实用新型一实施例，多功能杯还包括给半导体制冷片6提供电能的供电电路2以及探测内筒温度的温度探测电路1，所述温度探测电路根据所探测的温度给供电电路2提供控制信号以使半导体制冷片6制冷，从而使内筒内的食物或者饮料处于强冷状态还是保持状态。

根据本实用新型一实施例，多功能杯还包括输入输出切换开K1，输入输出切换开K1包括一动片和两个固定端，固定端分别连接于供电电路2和电能转换模块3,USB接口经切换开关K1分别与供电电路2和电能转换电路3相连，当半导体制冷片处于发电状态时，USB接口经切换开关K1与电能转换电路3电性相连，当半导体制冷片处于制冷状态时，USB接口经切换开关K1与供电电路2电性相连。

根据本实用新型一实施例，控制系统还包括驱动电路5和发光电气，所述驱动电路5电性连接于电能转换电路3，电能转换电路经驱动电路5给发光电气提供电能以使发光电气发光。优选地，发光电气至少组成功率不同的两路，控制系统还至少包括功率切换开关K3，驱动电路5经功率切换开关K3分别连接于功率不同的两路发光电气。优选地，发光电气包括LED，功率不同的两路发光电气由不同数量的LED组成。因此功率切换开关K3还可实现照明方式的选择，照明方式至少包括弱光和强光，每路发光电气支路还串联有电阻，用于限流。

根据本实用新型一个实施例，控制系统还至少包括照明选择开关K2，电能转换电路3通过照明选择开关K2分别与驱动电路5和空置端相连，当电能转换电路3通过照明选择开关K2与驱动电路5电性接通时，多功能杯可以照明。

下面结合附图3详细说明温度探测电路及半导制冷片供电电路。

图3是本实用新型提供的多功杯制冷时温度探测电路和制冷片的供电电路，如图3所示，温度探测电路包括用于探测内筒7温度的温度探测器和比较器，其中，温度探测器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和热敏电阻RT，第一电阻R1和热敏电阻RT相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的反相端，所述电源由变压器B1的第三抽头经限流电阻R7提供；第二电阻R2和第三电阻R3相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的同相端, 所述电源由变压器B1的第三抽头经限流电阻R7提供；比较器的输出端连接于电开关T1的控制端，优选地比较器的输出端经限流电阻R6连接于电开关T1的控制端。电开关T1优选场效应管。优选地，所述比较器包括运算放大器IC1和第四电阻R4和二极管D1，运算放大器IC的输出端连接于二极管D1的负极，二极管D1的正极连接于电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接于地。

半导体制冷片的驱动电路包括电开关T1及供电电路，电开关的第一端和第二端分别连接于半导体制冷片6的第一端和地之间，第一端同时连接于供电电路的第一电压输出端，半导体制冷片6的第二端连接供电电路的第二电压输出端。本实用新型中，电控开关T1优选场效应管（MOS）。供电电路包括DC/AC转换器、变压器B1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C1和电容C2，其中，DC/AC转换器用于将从USB接口输入的直流电压或者蓄电池的直流电压逆变成交流电压，变压器的初级线圈连接于DC/AC转换器的输出端；次级线圈具有五个抽头，第一抽头连接于二极管D2的负极，第二抽头连接于二极管D3的负极，第四抽头连接于二极管D4的负极，第五抽头连接于二极管D5的负极，二极管D3的正极和二极管D4的正极相连并连接于半导体制冷片6的第一端；二极管D2的正极和二极管D5的正极相连并连接于地，电容C1的第一端连接于二极管D2的正极，第二端连接于第三抽头；电容C2的第一端连接于第三抽头，第二端连接于二极管D5的正极。变压器B1的第三抽头连接于半导体制冷片6的第二端。

优选地，供电电路2还包括稳压二极管VZ2和电阻R5，所述稳压二极管VZ2的正极连接于半导体制冷片6的第一端，稳压二极管VZ2的负极连接于电阻R5的第一端，第电阻R5的第二端连接于半导体制冷片6的第二端。优选地，在经比较器提供电能的电源的正负极之间还连接有稳压二极管VZ1。

图4是本实用新型提供多功能杯的电能转换电路图，如图4所示，电能转换电路3包括：电阻R8、电阻R9和脉冲宽度调制电路，电阻R8和电阻R9它们相串联后连接于半导体制冷片6的两端，其中间节点用于取出半导体制冷片6的取样电压,并连接于脉冲宽度调制电路的输入端，脉冲宽度调制电路包括运算放大器P3和运算放大器P4，运算放大器P3的输出端连接于其反相端，其正相输入端连接电阻R8和电阻R9相串联的中间节点；运算放大器P4的反相端连接于运算放大器P3的输出端，同相端连接于三角波频率源，输出端连接于场效应管T2的栅极。

优选地，电能转换电路3还包括升压电路，升压电路包括场效应管T2、二极管D2和线圈L，其中,场效应管T2的栅极连接于运算放大器P4的输出端，漏极连接于二极管D2的正极及电感L的第二端，场效应管T2的源极连接于地，电感L的第一端连接于半导体制冷片6的正极输出端，二极管D2的负极向外供电。

优选地，电能转换电路还包括可充电蓄电池E, 二极管D2的负极连接于可充电蓄电池E的正端，可充电蓄电池E的负端连接于地。根据本实用新型变形实施例，蓄电池可用超级电容Ｃ2可以代替，电能转换电路3将半导体制冷片6由于温差产生电压先存储于超级电容或者蓄电池，利用超级电容或者蓄电池向外供电。

本实用新型中，三角波频率源例如包括一个电容、一个用于给电容充电和放电的开关装置和一个用于控制动作以给电容进行充电和充电的开关控制器，本实用新型中，所述电容为C1，所述开关装置包括P-MOS型场效应管T5和N-MOS型场效应管T6，其中，P-MOS型场效应管T5的源极连接于N-MOS型场效应管T6的源极，并连接于电容C1的第一端，电容C1的第二端连接于地,由P-MOS型场效应管T5的源极连接于N-MOS型场效应管T6的源极向运算放大器P4的同相端提供三角波。P-MOS型场效应管T5的栅极连接于N-MOS型场效应管T6的栅极，P-MOS型场效应管T5的漏极连接于P-MOS型场效应管T4的源极，P-MOS型场效应管T4的漏极连接于电源Vd；P-MOS型场效应管T4为组成电流镜的场效应管。N-MOS型场效应管T6的漏极连接于N-MOS型场效应管T7的源极，N-MOS型场效应管T7的漏极连接于地；N-MOS型场效应管T7为组成电流镜的场效应管。

本实用新型中，电流镜电路包括恒流源S1、N-MOS型场效应管T8、N-MOS型场效应管T9和P-MOS型场效应管T10组成以给各开关装置提供恒流，其中，恒流源S1的一端连接到电源Vd,另一端连接到N-MOS型场效应管T8的漏极及栅极，N-MOS型场效应管T8的源极接地。场效应管T8的栅极连接场效应管T9的栅极；场效应管T9的源极接地，漏极连接到场效应管T10的栅极及漏极，由场效应管T9的栅极连接于场效应管T7的栅极。场效应管T10的源极接电源Vd，栅极连接于场效应管T4的栅极。

本实用新型中的开关控制器例如包括：比较器P1、比较器P2和RS锁存器12，其中，电容C1的第一端连接于比较器P1的反相端，P1的同相端连接于参考电压V+，P1的输出端连接于RS锁存器12的S端，电容C1的第一端还连接于比较器P2的同相端，P2的反相端连接于参考电压V-，P2的输出端连接于RS锁存器12的R端，RS锁存器12的Q端连接于场效应管T5和T6的栅极相连接的节点上。

以上结合附图，详细说明了本实用新型的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多功能杯，其包括杯体和杯盖，所述杯体包括内筒和外筒，其特征在于，还包括设置在内筒与外筒之间形成的空腔中的半导体温制冷片和控制系统的电路板，所述控制系统包括用于探测内筒温度的温度探测器、比较器和电开关，其中，温度探测器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和热敏电阻，第一电阻和热敏电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的反相端；第二电阻和第三电阻相串联并连接于电源和地之间，其中间节点连接于比较器的同相端；比较器的输出端连接于电开关的控制端；电开关的第一端和第二端分别连接于半导体制冷片的第一端和地之间，第一端同时连接于供电电路的第一供电端，半导体制冷片的第二端连接于供电电路的第二供电端。

2.根据权利要求1所述的多功能杯，其特征在于，所述比较器包括第一运算放大器、第四电阻和第一二极管，第一运算放大器的输出端连接于第一二极管的负极，第一二极管的正极连接于第四电阻的第一端，第一电阻的第二端连接于运算放大器的反相端。

3.根据权利要求2所述的多功能杯，其特征在于，供电电路包括变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电容和第二电容，其中，变压器初级线圈连接于供电电源，次级线圈具有五个抽头，第一抽头连接于第二二极管的负极，第二抽头连接于第三二极管的负极，第四抽头连接于第四二极管的负极，第五抽头连接于第五二极管的负极，第三二极管的正极和第四二极管的正极相连并连接于半导体制冷片的第一端；第二二极管的正极和第五二极管的正极相连并连接于地，第一电容的第一端连接于第二二极管的正极，第二端连接于第三抽头，第三抽头连接于半导体制冷片的第二端；第二电容的第一端连接于第三抽头，第二端连接于地。

4.根据权利要求3所述的多功能杯，其特征在于，还包括电能转换电路，电能转换电路包括：第五电阻（R8）、第六电阻(R9)和脉冲宽度调制电路，第五电阻（R8）和第六电阻(R9)它们相串联后连接于半导体制冷片的两端，其中间节点用于取出半导体制冷片（8）的取样电压,并连接于脉冲宽度调制电路的输入端，脉冲宽度调制电路包括第二运算放大器（P3）和第三运算放大器（P4），第二运算放大器（P3）的输出端连接于其反相端，其正相输入端连接第五电阻（R8）和第六电阻(R9)相串联的中间节点，第三运算放大器（P4）的反相端连接于第二运算放大器（P3）的输出端，同相端连接于三角波产生器，输出端连接于第一场效应管(T1)的栅极。

5.根据权利要求4所述的多功能杯，其特征在于，电能转换电路还包括升压电路，升压电路包括第二场效应管（T2）、第二二极管（D2）和线圈（L），其中第二场效应管（T2）的栅极连接于第三运算放大器（P4）的输出端，漏极连接于第二二极管（D2）的正极及电感（L）的第二端，第二场效应管（T2）的源极连接于地，电感（L）的第一端连接于半导体制冷片的正极输出端，第二二极管（D2）的负极向外供电。

6.根据权利要求5所述的多功能杯，其特征在于，电能转换电路还包括蓄电池, 第二二极管（D2）的负极连接于蓄电池的第一端，蓄电池的第二端连接于地。

7.根据权利要求5所述的多功能杯，其特征在于，三角波频率源包括第三电容、一个用于给第三电容充电和放电的开关装置和一个用于控制所述开关装置动作以给第三电容进行充电和放电的开关控制器。