[發(fā)明專利]熱電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00800525.7
• 申請(qǐng)日: 2000-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN1336033A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 永田洋一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 時(shí)至準(zhǔn)鐘表股份有限公司
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 季向?qū)?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將由利用外部的溫度差而發(fā)電的熱電發(fā)電器發(fā)生的電力(電能)供給負(fù)載而使該負(fù)載工作的熱電系統(tǒng)，特別是具有修正熱電發(fā)電器固有的珀耳帖效應(yīng)的影響而適當(dāng)?shù)乜刂茝臒犭姲l(fā)電器向負(fù)載的電力的供給的功能的熱電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)在，有根據(jù)外部的溫度差而產(chǎn)生的熱能使用熱電偶發(fā)電并利用通過該發(fā)電而得到的電能來驅(qū)動(dòng)電子表等電子設(shè)備的熱電系統(tǒng)。

作為將這樣的熱電系統(tǒng)應(yīng)用于小型的便攜式電子設(shè)備的先有的一例，有利用圖6所示的熱電發(fā)電器的發(fā)電電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子表。

該電子表是將負(fù)載單元20與熱電發(fā)電器10連接，從而在負(fù)載單元20可以利用熱電發(fā)電器10的發(fā)電電力的結(jié)構(gòu)。

負(fù)載單元20由升壓?jiǎn)卧?3、計(jì)時(shí)單元21和蓄電單元22構(gòu)成。升壓?jiǎn)卧?3與熱電發(fā)電器10連接，將熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓升壓2倍后輸出。

具有計(jì)時(shí)功能的計(jì)時(shí)單元21和作為2次電池的蓄電單元22并聯(lián)地連接到該升壓?jiǎn)卧?3的輸出側(cè)，由升壓?jiǎn)卧?3的升壓輸出向蓄電單元22充電，將該充電的電力供給計(jì)時(shí)單元21。

此外，還設(shè)置了檢測(cè)熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓的使用放大電路的發(fā)電檢測(cè)器35和根據(jù)該檢測(cè)電壓控制升壓?jiǎn)卧?1的動(dòng)作的控制單元36。

熱電發(fā)電器10是將多個(gè)熱電偶串聯(lián)連接而構(gòu)成，在本例的電子表是手表時(shí)，配置為使溫觸點(diǎn)側(cè)與該手表的后蓋接觸，同時(shí)，使冷觸點(diǎn)側(cè)與和該后蓋絕熱的表殼接觸。并且，在帶著該手表時(shí)，將和人的手腕緊密接觸的后蓋與暴露在大氣中的表殼之間發(fā)生的溫度差所產(chǎn)生的熱能變換為電能。

應(yīng)用了這種先有的熱電系統(tǒng)的電子表在熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓由升壓?jiǎn)卧?3升壓后向蓄電單元22充電，利用該充電的電能進(jìn)行計(jì)時(shí)單元21的指針運(yùn)行動(dòng)作等。

這時(shí)，在由發(fā)電檢測(cè)器35檢測(cè)的熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓超過指定的值時(shí)，控制單元36就判定可以利用熱電發(fā)電器10的發(fā)電電力，從而輸出使升壓?jiǎn)卧?3動(dòng)作的信號(hào)。這樣，升壓?jiǎn)卧?3就開始進(jìn)行升壓動(dòng)作，將熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓升壓后向蓄電單元22充電。相反，在由發(fā)電檢測(cè)器35檢測(cè)的熱電發(fā)電器10的發(fā)電電壓低于指定的值時(shí)，控制單元36將使升壓?jiǎn)卧?3的升壓動(dòng)作停止，從而停止從熱電發(fā)電器10向負(fù)載單元20的電力供給，同時(shí)防止已給蓄電單元22充電的電能向熱電發(fā)電器10側(cè)放出。

在這樣的先有的熱電系統(tǒng)中，作為發(fā)電器而使用的熱電發(fā)電器10在向溫觸點(diǎn)側(cè)供給高的溫度、向冷觸點(diǎn)側(cè)供給低的溫度時(shí)，利用塞貝克效應(yīng)而發(fā)電，并輸出發(fā)電電壓(利用塞貝克效應(yīng)的發(fā)電電壓稱為熱電動(dòng)勢(shì))。特別是在熱電發(fā)電器10無負(fù)載時(shí)，從熱電發(fā)電器10可以得到與在其自身的溫-冷觸點(diǎn)間發(fā)生的溫度差成正比的發(fā)電電壓。

然而，為了從該熱電發(fā)電器10取出電力而連接上負(fù)載時(shí)，電流從熱電發(fā)電器10流過負(fù)載，但是，將由該電流發(fā)生作為與塞貝克效應(yīng)相反的反應(yīng)的珀耳帖效應(yīng)，從而發(fā)生反而使供給熱電發(fā)電器10的溫度差減小的現(xiàn)象。即，在從熱電發(fā)電器10向負(fù)載流過電流時(shí)，在冷觸點(diǎn)側(cè)發(fā)生發(fā)熱反應(yīng)，而在溫觸點(diǎn)側(cè)發(fā)生吸熱反應(yīng)。由于該珀耳帖效應(yīng)在熱電發(fā)電器中發(fā)生的溫度差減小，所以，作為熱電動(dòng)勢(shì)的發(fā)電電壓也將減小。

但是，先有的熱電系統(tǒng)并未考慮由該珀耳帖效應(yīng)引起的熱電動(dòng)勢(shì)的暫時(shí)的減小，而是將該熱電動(dòng)勢(shì)的暫時(shí)的減小單純地作為由外部環(huán)境的溫度變化而引起的現(xiàn)象來處理。

因此，如上所述那樣，熱電系統(tǒng)根據(jù)熱電發(fā)電器的發(fā)電電壓的大小來切換升壓?jiǎn)卧膭?dòng)作與停止時(shí)，在發(fā)電電壓的值為檢測(cè)閾值的附近時(shí)，發(fā)生升壓?jiǎn)卧磸?fù)動(dòng)作與停止的現(xiàn)象。

即，構(gòu)成為根據(jù)熱電發(fā)電器的發(fā)電電力的值而切換向所連接的負(fù)載的電力的供給與停止時(shí)，使負(fù)載動(dòng)作著將不能正確地測(cè)定熱電動(dòng)勢(shì)，所以，結(jié)果將不能有效地利用熱電發(fā)電器的發(fā)電電壓。

本發(fā)明就是為了解決熱電系統(tǒng)的上述問題而作出的，目的旨在即使由于從熱電發(fā)電器向負(fù)載單元的電力供給而發(fā)生珀耳帖效應(yīng)，也可以修正珀耳帖效應(yīng)對(duì)熱電發(fā)電器的發(fā)電電壓的影響從而可以有效地利用熱電發(fā)電器的發(fā)電能量。

發(fā)明的概要

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱電系統(tǒng)由將多個(gè)熱電偶電氣串聯(lián)連接的熱電發(fā)電器、利用該熱電發(fā)電器的發(fā)電電力的負(fù)載單元和測(cè)量熱電發(fā)電器的發(fā)電電壓并根據(jù)該發(fā)電電壓控制向上述負(fù)載單元的電力的供給和停止供給的控制單元構(gòu)成，在上述控制單元中，設(shè)置了在從熱電發(fā)電器向負(fù)載單元連續(xù)地供給電力指定時(shí)間以上時(shí)就修正并測(cè)量發(fā)電電壓的修正單元。

另外，可以采用控制單元具有控制負(fù)載單元的動(dòng)作的單元的熱電系統(tǒng)。