一種溫差發(fā)電供電裝置的制造方法
【專利摘要】一種溫差發(fā)電供電裝置，設置于一容器內(nèi)部，為容器內(nèi)部電路供電，容器內(nèi)部電路至少包括測溫電路和顯溫電路，包括溫差發(fā)電模塊和電源管理電路；所述溫差發(fā)電模塊連接于所述電源管理電路，所述溫差發(fā)電模塊利用容器和容器內(nèi)盛物的溫差將熱能轉換成電能；所述電源管理電路將所述溫差發(fā)電模塊轉換下來的電能進行處理，以提供給所述容器內(nèi)部電路所需要的電壓，該供電裝置，可實現(xiàn)不使用電池就可為容器的測溫和顯示溫度電路提供電能，或可重復利用熱能實現(xiàn)無需更換電池給電池充電。
【專利說明】
一種溫差發(fā)電供電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，特別涉及一種溫差發(fā)電供電裝置。
【【背景技術】】
[0002]用杯子，瓶子，水壺喝熱飲或用碗喝湯常常會碰到因飲料或湯太燙燙到口舌的情況。如果能在容器例如杯子或碗的設計中加入溫度檢測和顯示的電子電路，同時又保持產(chǎn)品的外觀和性能，例如防水、可沖洗，這樣的容器將會大大提高用戶體驗。當然凡是電子設備，就會耗電，如果使用電池，當電池的電量耗盡以后，用戶就需要更換電池或充電。對一個杯子或碗此類容器用品產(chǎn)品，這也是一大累贅，如果能夠無需換電池或充電就能實現(xiàn)上述的溫度感應和顯示功能，那就最理想的狀態(tài)。
[0003]塞貝克(Seebeck)效應，又稱作第一熱電效應，它是指由于兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現(xiàn)象。一般來說對于塞貝克效應來說，溫差越大，電壓差也越大。目前常用的溫差發(fā)電片采用碲化鉍，碲化鉛，或鍺硅基半導體材料。即便采用上述三種材料中的一種，仍需要解決因工作環(huán)境不同而造成實際應用中溫差不同，產(chǎn)生的電壓電流不穩(wěn)定的問題。必須將熱電發(fā)電產(chǎn)生的不穩(wěn)定電壓電流轉換成穩(wěn)定的直流電壓才是真正可用的電源信號，然后才能將該電源信號給溫度傳感和顯示電路供電。
[0004]在容器例如杯子增加利用溫差電供電進行溫度測量和溫度顯示的電路，如何設法做到無需人為更換電池或給電池重復充電是本實用新型專利技術需要解決的問題。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足之處，而提出一種利用溫差將熱能轉化為電能為容器的測溫和顯示溫度電路提供電能，以達到不使用電池就可實現(xiàn)為容器的測溫和顯示溫度電路提供電能，或可重復利用熱能實現(xiàn)無需更換電池以達到給電池充電目的。
[0006]本實用新型的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0007]—種溫差發(fā)電供電裝置，設置于一容器內(nèi)部，為容器內(nèi)部電路供電，容器內(nèi)部電路至少包括測溫電路和顯溫電路，包括溫差發(fā)電模塊和電源管理電路;所述溫差發(fā)電模塊連接于所述電源管理電路，所述溫差發(fā)電模塊利用容器和容器內(nèi)盛物的溫差將熱能轉換成電能;所述電源管理電路將所述溫差發(fā)電模塊轉換下來的電能進行處理，以提供給所述容器內(nèi)部電路所需要的電壓。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術對比的有益效果是:
[0009]本實用新型利用溫差發(fā)電模塊將熱能轉換成電能，然后配以高效的電源管理電路，將由溫差發(fā)電模塊產(chǎn)生的不穩(wěn)定的電能轉化成穩(wěn)定的電壓，為所述容器內(nèi)部各電路提供電源，以達到完全節(jié)省電池或者大大延長電池使用壽命的效果。
【【附圖說明】】
[0010]圖1為本實用新型【具體實施方式】的溫差發(fā)電供電裝置的方框示意圖；
[0011]圖2為本實用新型【具體實施方式】的溫差發(fā)電供電裝置中發(fā)電板的結構示意圖；
[0012]圖3為本實用新型又一【具體實施方式】的溫差發(fā)電供電裝置的方框示意圖；
[0013]圖4為本實用新型【具體實施方式】中的溫差發(fā)電供電裝置的電源管理電路的主要電路結構框圖；
[0014]圖5為本實用新型【具體實施方式】中的電源管理電路中的冷啟動電路的結構示意圖；
[0015]圖6為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中的兩相交替開關電容直流對直流轉換電路結構示意圖；
[0016]圖7為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中的開關電路結構示意圖；
[0017]圖8為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中粗略電平檢測電路結構示意圖；
[0018]圖9為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中電壓栗電路結構示意圖；
[0019]圖10為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中的振蕩器電路結構示意圖；
[0020]圖11為本實用新型【具體實施方式】中的冷啟動電路中的電流鏡電路結構示意圖；
[0021]圖12為本實用新型【具體實施方式】中的溫差發(fā)電供電裝置中直流對直流升壓轉換電路的核心部分電路結構示意圖；
[0022]圖13為本實用新型【具體實施方式】中的直流對直流升壓轉換電路中的最大功率點跟蹤核心電路不意圖；
[0023]圖14為本實用新型【具體實施方式】中的最大功率點跟蹤電路的功率跟蹤曲線示意圖；
[0024]圖15為本實用新型【具體實施方式】中的電源管理電路中功率跟蹤電路的可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路示意圖；
[0025]圖16為本實用新型【具體實施方式】中的異常保護模塊的異常檢測電路結構示意圖；
[0026]圖17為本實用新型【具體實施方式】中一款采用溫差發(fā)電供電裝置的水杯的結構設計截面圖示意圖。
[0027]圖18本實用新型又一【具體實施方式】的溫差發(fā)電供電裝置的方框示意圖。
【【具體實施方式】】
[0028]下面結合【具體實施方式】并對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應用。
[0029]如圖1，在本【具體實施方式】中，一種溫差發(fā)電供電裝置，設置于一容器內(nèi)部，用于給容器內(nèi)部電路供電，容器內(nèi)部電路至少包括測溫電路、顯溫電路，所述溫差發(fā)電供電裝置包括溫差發(fā)電模塊210、電源管理電路212;溫差發(fā)電模塊210連接于電源管理電路212，溫差發(fā)電模塊210利用容器和容器內(nèi)盛物的溫差將熱能轉換成電能；電源管理電路212將溫差發(fā)電模塊210轉換下來的電能進行處理，以提供給容器內(nèi)部電路所需要的電壓。
[0030]具體地，如圖2所示，溫差發(fā)電模塊210包括溫差發(fā)電板103和散熱層105，溫差發(fā)電板103優(yōu)選為氧化鋁陶瓷溫差發(fā)電板，該溫差發(fā)電板103包括上、下兩片氧化鋁陶瓷感溫片200，上感溫片為感熱面，下感溫片為感冷面;在上、下兩感溫片之間夾有若干根N型半導體柱204和P型半導體柱203 J型半導體柱203與N型半導體柱204成對擺放，每一對P型半導體柱、N型半導體柱又與下一對P型半導體柱、N型半導體柱呈串連的連接方式，通過導電片202連接起來，這樣從一根P型半導體柱開始，將所有的半導體柱串連的連接方式連接起來，直到最后一根N型柱，再將溫差發(fā)電板103的引線從第一根P型半導體柱和最后一根N型半導體柱引出來，根據(jù)賽貝克效應原理，當上下感溫片感應到不同的溫度時，每對P、N型半導體對就會產(chǎn)生電流和電壓差，因此串連在一起的多對P型半導體柱、N型半導體柱就會形成一個比較可觀的電壓和電流量。散熱層105置于下感溫片下方，用于降低下感溫片溫度，使上下感溫片持續(xù)形成溫差。
[0031]具體地，如圖3所示，溫差發(fā)電供電裝置還包括儲電單元211，優(yōu)選地，儲電單元211可為充電紐扣電池、可充電的干電池、超級電容或其他類型的大電容。儲電單元211連接至電源管理電路212，用于儲存電源管理電路212處理過的電能，并將其限定為預先設定的額定電壓值，以供所述容器內(nèi)部電路使用。
[0032]具體地，如圖4所示，所述電源管理電路212包括直流對直流升壓轉換電路302、冷啟動電路303、最大功率點跟蹤電路304及電能儲存管理電路301;由于溫差發(fā)電模塊210轉換下來的初始電壓很小，通過所述直流對直流升壓轉換電路302將溫差發(fā)電模塊轉換出的電能進行升壓處理，具體地是將小電流低電壓轉換成小電流高電壓，才能直接給容器內(nèi)部電路供電或者給儲電單元211充電。由于直流對直流升壓轉換電路302的輸入直流電壓一般有一個使用范圍，所述冷啟動電路303用于當所述溫差發(fā)電裝置從零電壓狀態(tài)啟動時，將輸入電壓累積到直流對直流升壓轉換電路302正常工作時所需的最低直流輸入電壓值。由于熱能采集的不穩(wěn)定性和負載電路耗電的不穩(wěn)定性，為了達到最優(yōu)化的工作效率，增設了所述最大功率點跟蹤電路304，所述最大功率點跟蹤電路304實時跟蹤所述溫差發(fā)電模塊210輸出功率，并通過實時調節(jié)直流對直流升壓轉換電路302的輸入阻抗使得溫差發(fā)電模塊210獲得最大熱電轉化功率，使得溫差發(fā)電模塊210更有效的導入電能供給負載電路以及所述容器內(nèi)部電路。電能儲存管理電路301連接至所述儲電單元211和所述溫差發(fā)電模塊210，用于:當儲電單元211存電壓值低于設定的額定電壓值，為使儲電單元211的電壓值到達預先設定的額定電壓值，電能儲存管理電路301將讓溫差發(fā)電模塊210繼續(xù)向儲電單元211充電；當儲電單元存211電壓值高于設定的額定電壓值，電能儲存管理電路301將停止讓溫差發(fā)電模塊210繼續(xù)向儲電單元211充電，以確保儲電單元211的電壓值保持在預先設定的額定電壓值，該電路是用來管理儲電單元211是處于充電還是放電的工作模式。
[0033]鑒于實際使用環(huán)境各不相同，為保護整體裝置的電路正常工作，在所述電源管理電路中還增設了異常保護模塊305，具體地，異常保護模塊305包括如圖16所示的異常檢測電路、保護電路(圖中未示)和一邏輯控制單元，如圖16所示，所述異常檢測電路包括相互并聯(lián)的三路分壓電阻701(具體包括電阻1?71、1?72、1?81、1?82、1?91、1?92、1?92)和四路比較器702?705，其中，為儲電單元211的電壓，每一路分壓電阻都分別對所述儲電單元的電壓Vstq進行分壓，分壓后形成的三個電壓與參考電壓分別輸入至四路比較器，比較器702?705輸出邏輯電平信號S，是用于表征裝置中電路是否正常工作的電平信號，例如高電平表示正常，而四路比較電路的每一路出現(xiàn)低電平即可分別表示出現(xiàn)過壓、過溫、過流、欠壓的異常情況；所述邏輯控制單元根據(jù)比較器的輸出控制所述保護電路的工作狀態(tài)。例如，出現(xiàn)過壓時，控制所述保護電路進行過壓保護。
[0034]具體地，如圖5所示，冷啟動電路303包括內(nèi)置振蕩器401、非交疊時鐘產(chǎn)生器402、開關驅動電路403、兩相交替開關電容直流對直流轉換電路404、粗略電平檢測電路405以及電壓栗電路406;內(nèi)置振蕩器401和非交疊時鐘產(chǎn)生器402組合用以產(chǎn)生電源管理電路212所需的時鐘信號;開關驅動電路403根據(jù)產(chǎn)生的時鐘信號來驅動兩相交替開關電容直流對直流轉換電路404工作；兩相交替開關電容直流對直流轉換電路404用來給內(nèi)置電容充電升壓，粗略電平檢測電路405和電壓栗電路406組合用來檢測冷啟動是否完成，一旦完成，就可以開始啟動直流對直流升壓電路302，對電路中的負載提供電能。
[0035]如圖10所示，在本【具體實施方式】中，所述內(nèi)置振蕩器401為一種寬松型振蕩器，由比較器444、比較器446、RS觸發(fā)器443、限流反相器449以及電容448構成。參考電壓447決定了振蕩信號從高電平翻轉到低電平以及相反方向翻轉的翻轉電壓點，電容448的大小決定了電容上電壓上升和下降的時間，從而決定了振蕩信號的周期。所述限流反相器449由P型參考電流和N型參考電流連接PMOS型三極管和NMOS型三極管構成，該限流反相器449與普通反相器的區(qū)別在于增加了 P型參考電流和N型參考電流，這限制死了限流反相器449在翻轉時所消耗的電流，對整體電路的低功耗性能起到了重要的作用。
[0036]在本【具體實施方式】中，在所述內(nèi)置振蕩器中，參考電壓Vrefl的產(chǎn)生電路446、參考電壓Vref2的產(chǎn)生電路447、參考電流ImirrorP的產(chǎn)生電路441和參考電流ImirrorN的產(chǎn)生電路442組成一個電流鏡電路，如圖11所示，其中，圖中的451為引腳連接成二極管連接方式的PMOS型三極管，在電源和地信號之間總共有12個這樣的PMOS三極管串型連接在一起，12個PMOS三極管分成3組，每組4個，每組之間的電路節(jié)點抽頭出來就形成了所需的參考電壓Vrefi和Vref2。參考電流電路由若干PMOS型三極管454，若干個匪OS型三極管452，若干個電容453，和1個電阻455連接構成;這其中匪03型三極管1^41，麗43，(:10，(:11，(:12構成一個啟動電路，保證上電以后電路能正常工作。PMOS三極管MP40，MP41，和NMOS三極管MN40，MN42，以及電阻RlOO聯(lián)接起來構成一個參考電流產(chǎn)生電路，其所產(chǎn)生的向下流出電流可由PMOS型三極管MP42鏡像產(chǎn)生;其所產(chǎn)生的向下流入電流可由NMOS型三極管MN45鏡像產(chǎn)生。
[0037]在本【具體實施方式】中，圖6所示的為兩相交替開關電容直流對直流轉換電路404。該電路的兩相交替時鐘信號分別為Φ I和Φ2。此電路分為A區(qū)和B區(qū)，兩區(qū)各由若干個開關411和若干個電容412連接構成。當Φ I相時鐘驅動時，A區(qū)內(nèi)的電容形成串聯(lián)，此時B區(qū)的電容形成并聯(lián)，這時A區(qū)的電容412-CPA3的電荷會被重新分配注入到電容412-CCBUF，抬高電容412-Ccbuf上的電壓。當Φ 2相時鐘驅動時，A區(qū)內(nèi)的電容形成并聯(lián)，此時B區(qū)的電容形成串聯(lián)，這時B區(qū)的電容412-CPB3的電荷會被重新分配注入電容412-CCBUF底板，進一步抬高電容412-Ccbuf上的電壓。Φ I和Φ 2交替工作就會不斷抬高電容412-CCBUF上的電壓，達到升壓目的。
[0038]在本【具體實施方式】中，如圖7所示的是兩相交替開關電容直流對直流轉換電路404中的實際開關電路411結構示意圖。該開關由3個MOS型三極管413，414，415連接構成。匪OS型三極管414和PMOS型三極管413為兩個開關輔助三級管，它們在開關導通三極管415導通時，將PMOS三極管415的柵極接到地上，使得415完全打開。在PMOS三極管415處于非導通狀態(tài)下，它們將PMOS三極管415的柵極接到高電平，確保415完全關斷沒有漏電。
[0039]如圖8所示，在本【具體實施方式】中，所述粗略電平檢測電路405由若干個PMOS型三極管430和若干個匪OS型三極管431聯(lián)接構成。電源電壓Vdd經(jīng)過三個連接成二極管結構的PMOS型三極管串聯(lián)(Mplc，Mp2c，Mp3c)分壓，使得Mplc與Mp2c之間相連的網(wǎng)絡節(jié)點電壓Vref c與電源電壓Vdd成固定比例，當Vrefc大于Mp4c和Mn4c三極管所組成的反相器翻轉電壓時就代表Vdd電平已經(jīng)達到了某個高度。由于Mp4c和Mn4c三極管所組成的反相器翻轉電壓隨溫度和工藝偏差都會變化，因此這個翻轉電壓值是一個粗略的數(shù)值范圍，而并不是一個精確的絕對值。當然在這部分電路中，也不需要一個非常精密的門限電壓值。Mp5c和Mn5c三極管形成一個輸出級反相器。
[0040]如圖9所示，在本【具體實施方式】中，在電壓栗電路406中，兩個PMOS型三極管420和兩個NMOS型三極管421構成一個推拉電路。這個推拉電路的輸入分別連接在2個電容422上面，電容的另一端分別連接一組正，反相的時鐘信號上。由于連著電容底板的時鐘信號剛好相位相反，該電路形成一個倍壓的電壓栗，使得推拉電路的電源電平Vpump為時鐘的高電平電壓VDD的2倍。
[0041]如圖12所示，在本【具體實施方式】中，所述直流對直流升壓轉換電路302包括電感450、PM0S型三極管451、NM0S型三極管452和儲電單元453，儲電單元453可以是電容，也可以是一個可充電電池。所述直流對直流升壓轉換電路302通過2個不同相位的時鐘信號交替開關PMOS型三極管451和匪OS型三極管452，使得儲存電流的電感450能夠不斷地向儲電壓單元453充電，使其電壓越升越高。
[0042I如圖13所示，在本【具體實施方式】中，所述最大功率點跟蹤電路304包括功率跟蹤電路600和最大功能測量電路660;所述功率跟蹤電路600由D類型觸發(fā)器608和611、數(shù)字比較器610、異或邏輯門609、遞增、遞減邏輯607連接組成。這部分電路的輸出是一個數(shù)字信號S，用來控制可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路602，所述最大功能測量電路660由帶時鐘的模擬比較器603、緩存電路613、遞增遞減邏輯604、D類型觸發(fā)器605以及平均值計算單元606聯(lián)接組成。所述最大功能測量電路660還包括一個零電流開關控制電路650，所述零電流開關控制電路650由帶時鐘的模擬比較器603、緩存電路613、遞增遞減邏輯電路604以及D類型觸發(fā)器605連接組成。所述零電流開關控制電路650用于確保當電感里的電流為零時，PMOS型三極管622里通過的電流為零。
[0043]具體地，圖14為是本實用新型【具體實施方式】中的結合電源管理電路中的直流對直流電平轉換升壓電路的功率跟蹤電路曲線示意圖，這里X軸為溫差發(fā)電模塊210輸出的電壓，Y軸為溫差發(fā)電模塊210輸出的功率，圖中曲線是一個可能會遇到的實際溫差發(fā)電模塊210發(fā)電曲線。而使用最大功率跟蹤算法的目的就是要實時調節(jié)溫差發(fā)電模塊210電路的輸入阻抗，使得溫差發(fā)電模塊210輸出的功率處于最大狀態(tài)。
[0044]如圖15所示，在本【具體實施方式】中，所述可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路602由干個電阻652、一個電容654、若干個開關653、若干個反向器651以及一個或非邏輯門655連接構成。開關653可以由匪OS型三極管和PMOS型三極管并聯(lián)構成。開關控制信號SO?S4構成該電路的數(shù)字輸入信號S。五個電阻RO?R4依次串聯(lián)，然后在電阻RO?R4上對應并聯(lián)電阻SO?S4，再聯(lián)接一個一端接地的電容Cl，構成一個可調控的延時電路，可以對輸入時鐘信號進行延時，延時后的時鐘信號再與輸入時鐘信號本身進行或非運算，就會在輸出端形成一個寬窄可調的脈沖信號。
[0045]圖16為本實用新型【具體實施方式】中一款采用溫差發(fā)電供電裝置的水杯的結構設計截面圖示意圖。
[0046]100為一個水杯外表面，101為水杯內(nèi)腔，用來裝盛液體，例如水，茶，咖啡，果汁等等。109為裝在杯子外壁包圍杯子一圈的一個裝飾圈，該裝飾圈內(nèi)含有溫度顯示裝置215，該溫度顯示裝置215可是發(fā)光彩色燈珠、指示燈或液晶顯示屏，通過發(fā)光或顯示數(shù)字來提示杯內(nèi)盛物的溫度。104為杯子的杯體，在杯子底部形成一個內(nèi)腔空間1 2裝有溫差發(fā)電模塊210、儲電單元211、電源管理電路212、微控制器213、數(shù)據(jù)程序存儲單元217、顯示裝置215、語音播放電路216、振動電路214及溫度傳感器218等印刷電路板和電子元器件。一般情況下，微控制器213、數(shù)據(jù)程序存儲單元217、顯示裝置215、語音播放電路216、振動電路214及溫度傳感器218可以被集成在一個芯片中，構成控制單元220。內(nèi)腔空間102的中溫差發(fā)電模塊210的感熱面貼緊杯子盛水腔體的底部，溫差發(fā)電模塊210的感冷面放置于一個散熱層，此處可優(yōu)選地，貼上一片散熱層105，散熱層105使溫差發(fā)電模塊的下感溫片，即感冷面的熱量能快速的被傳導開，從而使上、下感溫片兩端能夠持續(xù)地產(chǎn)生溫差，溫差發(fā)電模塊210利用這種持續(xù)的溫差，從而實現(xiàn)持續(xù)地將熱能轉化產(chǎn)生電能。散熱層105下方放置的是儲電單元211、電源管理電路212以及控制單元220等印刷電路板和電子元器件。電源管理電路212分別連接儲電單元211和控制單元220。電源管理電路212將溫差發(fā)電模塊210轉換下來的電能進行處理，以提供給所述容器內(nèi)部電路所需要的電壓，從而實現(xiàn)了不使用電池就可實現(xiàn)為容器的測溫和顯示溫度電路提供電能，或無需更換電池以達到給容器供電的目的。容器內(nèi)腔空間102的中印刷電路板和電子元器件通過若干根隱藏在杯子把手112內(nèi)部的導線106來連接裝飾圈109內(nèi)的溫度顯示裝置215，如圖18所示，控制單元220中的微控制器213根據(jù)溫度傳感器218所提供的數(shù)據(jù)向語音播放電路216、振動電路214及顯示裝置215發(fā)出溫度數(shù)據(jù)及控制信號，語音播放電路216通過語音播放形式提示使用者杯內(nèi)盛物的溫度;振動電路214則以振動的方式提醒使用者杯內(nèi)盛物的到達一定的溫度;顯示裝置215通過發(fā)光或顯示數(shù)字的方式提示使用者杯內(nèi)盛物的溫度。
[0047]根據(jù)溫差發(fā)電板感溫片的材質的不同，所述散熱層的材料可以為石墨稀涂層、石墨片、導熱硅脂或軟性硅膠。
[0048]以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種溫差發(fā)電供電裝置，設置于一容器內(nèi)部，為容器內(nèi)部電路供電，容器內(nèi)部電路至少包括測溫電路和顯溫電路，其特征在于:所述溫差發(fā)電供電裝置包括溫差發(fā)電模塊和電源管理電路;所述溫差發(fā)電模塊連接于所述電源管理電路，所述溫差發(fā)電模塊利用容器和容器內(nèi)盛物的溫差將熱能轉換成電能;所述電源管理電路將所述溫差發(fā)電模塊轉換下來的電能進行處理，以提供給所述容器內(nèi)部電路所需要的電壓。2.如權利要求1所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述溫差發(fā)電模塊包括溫差發(fā)電板和散熱層;所述溫差發(fā)電板包括上、下感溫片，所述上感溫片為感熱面，下感溫片為感冷面;所述散熱層置于下感溫片下方，用于降低下感溫片溫度，使上、下感溫片持續(xù)形成溫差。3.如權利要求1所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述溫差發(fā)電供電裝置還包括儲電單元，所述儲電單元連接至所述電源管理電路，用于儲存所述電源管理電路處理過的電能，并將儲存的電能限定為預先設定的額定電壓值，以供所述容器內(nèi)部電路使用。4.如權利要求3所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述電源管理電路包括直流對直流升壓轉換電路、冷啟動電路、最大功率點跟蹤電路及電能儲存管理電路，其中，所述直流對直流升壓轉換電路連接至所述溫差發(fā)電模塊以及所述儲電單元，用于對溫差發(fā)電模塊轉換出的電能進行升壓處理以供給所述容器內(nèi)部電路使用;所述冷啟動電路用于當所述溫差發(fā)電供電裝置從零電壓啟動時將輸入電壓累積到所述直流對直流升壓轉換電路的工作電壓值;所述最大功率點跟蹤電路用于實時跟蹤所述溫差發(fā)電模塊的輸出功率，并通過實時調節(jié)所述直流對直流升壓轉換電路的輸入阻抗以提高所述溫差發(fā)電模塊的輸出功率;所述電能儲存管理電路連接至所述儲電單元和所述溫差發(fā)電模塊，用于:當儲電單元的存儲電壓值低于設定的額定電壓值時，控制所述溫差發(fā)電模塊繼續(xù)向儲電單元充電，當儲電單元的存儲電壓值高于設定的額定電壓值時，控制所述溫差發(fā)電模塊停止向儲電單元充電，以確保所述儲電單元的電壓值保持在預先設定的額定電壓值。5.如權利要求4所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述電源管理電路還包括保護電路，所述保護電路連接至所述冷啟動電路，由三串分壓電阻、四路比較器電路及邏輯控制電路構成，所述三串分壓電分阻別連接所述四路比較器電路，所述儲電單元的電壓經(jīng)過三串分壓電阻分壓成三個電壓后和一個參考電壓一同進入四路比較器電路，再由四路比較器電路輸出電平信號，所述保護電路中的邏輯控制電路根據(jù)所述比較器電路輸出的電平信號，判斷所述電源管理電路是否出現(xiàn)過壓、過溫、過流或欠壓的異常情況，并在出現(xiàn)所述異常情況時對所述電源管理電路進行保護，以保證其能夠正常工作。6.如權利要求4所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述冷啟動電路包括內(nèi)置振蕩器、非交疊時鐘產(chǎn)生電路器、開關驅動電路、兩相交替開關電容直流對直流轉換電路、粗略電平檢測電路以及電壓栗電路;所述內(nèi)置振蕩器和所述非交疊時鐘產(chǎn)生電路器組合起來用以產(chǎn)生所述電源管理電路所需的時鐘信號，所述兩相交替開關電容直流對直流轉換電路用于發(fā)電供電裝置從零狀態(tài)啟動時將輸入電壓積累到所述直流對直流升壓轉換電路正常工作需的電壓值;所述粗略電平檢測電路和所述電壓栗電路組合用來檢測冷啟動是否完成。7.如權利要求6所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述兩相交替開關電容直流對直流轉換電路包括多組開關和電容串并聯(lián)連接構成A區(qū)電路和B區(qū)電路;兩相交替時鐘信號分為是Φ I和Φ 2，當時鐘信號為Φ I時，A區(qū)電路內(nèi)的電容形成串聯(lián)，B區(qū)電路內(nèi)的電容形成并聯(lián)，A區(qū)電路內(nèi)的電荷會被重新分配注入，抬高輸出電容上的電壓；當時鐘信號為Φ2時，A區(qū)電路內(nèi)的電容形成并聯(lián)，B區(qū)電路內(nèi)的電容形成串聯(lián)，B區(qū)電路內(nèi)的電荷會被重新分配注入，抬高輸出電容上的電壓;A區(qū)電路和B區(qū)電路交替工作，從而實現(xiàn)抬高輸出電容上的電壓。8.如權利要求6所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述粗略電平檢測電路由若干個PMOS型三極管和若干個匪OS型三極管串并連接構成，第一、第二和第三PMOS型三極管按二極管結構方式串聯(lián)連接對所述兩相交替開關電容直流對直流轉換電路輸出的工作電壓進行分壓，通電起始時，第一 PMOS型三極管處于斷開狀態(tài)，第二 PMOS型三極管和第三PMOS型三極管以二極管方式串聯(lián)連接，使第一和第二 PMOS型三極管之間的節(jié)點電壓與電源電壓成固定比例；第四PMOS型三極管和第四匪OS型三極管串聯(lián)連接，第五PMOS型三極管和第五匪OS型三極管串聯(lián)連接形成兩級反相器，節(jié)點電壓經(jīng)過反相器調整后，使得翻轉電壓為工作電壓的二分之一，當節(jié)點電壓大于工作電壓達到2倍節(jié)點電壓以上時，輸出端電壓變成低電平，指示工作電壓達到閾值范圍。9.如權利要求6所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述電壓栗電路是由兩個PMOS型三極管和兩個NMOS型三極管構成一個推拉電路，所述推拉電路的輸入端分別連接在兩個電容，該兩個電容的另一端分別連接一組正反相的時鐘信號上，推拉電路從而形成一個倍壓的電壓栗，使得推拉電路的電源電壓為輸入時鐘高電壓的2倍。10.如權利要求4所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述最大功率點跟蹤電路包括可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路、最大功率跟蹤電路以及最大功率測量電路;所述最大功率測量電路連接所述最大功率跟蹤電路，用于檢測當前從電源中抽取出來的功率值，并通過所述最大功率跟蹤電路使得抽取出來的功率值最大;所述最大功率跟蹤電路和所述最大功率測量電路分別連接所述可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路，所述可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路用于輸出一個寬窄可調的脈沖信號;所述最大功率跟蹤電路連接所述可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路，用來調節(jié)所述可調脈寬脈沖產(chǎn)生電路脈沖信號的寬窄，使輸出的功率處于最大狀態(tài)，從變化的電能中抽取出最大功率以供負載電路使用。11.如權利要求10所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述最大功率測量電路還包括一個零電流開關控制電路，所述零電流開關控制電路由帶時鐘的模擬比較器、緩存電路、遞增遞減邏輯電路以及D類型觸發(fā)器連接組成，所述零電流開關控制電路用于控制所述最大功率測量電路的電流何時為零。12.如權利要求2所述的溫差發(fā)電供電裝置，其特征在于:所述散熱層為石墨稀涂層、石墨片、導熱硅脂或軟性硅膠。
【文檔編號】H02N11/00GK205646969SQ201620313258
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】陳松
【申請人】陳松