[發明專利]一種基于溫差發電的充電裝置及其制作的充電手環

在審

• 申請號: 201410822674.X
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105790402A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 張迎春;潘黎明
• 申請（專利權）人: 張迎春
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;A44C5/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及電源領域，特別是指一種基于溫差發電的充電裝置及其制作的 充電手環。

背景技術

隨著信息技術和硬件技術的飛速發展，智能手機已經逐步取代電腦成為人 們生活中的娛樂和辦公中心，一部手機的性能已經超過早期的電腦處理能力， 1G四核的CPU、1～2GB的內存、16～128GFLASH固盤、4G/WiFi的寬帶上網、 強大的操作系統和豐富的應用程序，這一切讓之前在電腦上才能實現的辦公、 看電影、打游戲、聊天等功能，如今在手機上也變得極其平常，移動互聯網的 時代已經到來，智能終端和云服務的新框架逐漸改變了人們傳統的生活方式。

手機的應用功能越來越多，屏幕也越來越大、越來越絢麗，CPU和內存跑 的速度也越來越快，WiFi等數據網絡的不間斷開啟也習以為常，還有GPS導航、 各傳感器的使用也必不可少，這些使得系統需要的耗電量也越來越大，雖然電 池的容量也是緊跟著翻倍，但是人們仍然感覺捉襟見肘，每天都要帶著繁瑣的 充電器四處尋找充電的地方，或者帶著笨重的充電寶，隨時為不夠的電量提心 吊膽。

有源充電的問題在于需要尋找充電的源頭，或者是插座，或者移動電源， 插座不是每個地方都有，移動電源的容量再大也有用盡忘記充的時候，這是其 致命的缺點，通常在最需要電量的時候手機、移動電源卻沒電了。基于此，尋 找一種無源、隨時隨地都可以應急充電的方式便成為一件很有意義的事情，最 好是能提供一種盡可能高效、能自然借助人們日常的生活習慣而充電、且低成 本的方式，這將極大地便利人們的生活。

發明內容

本發明首先提出一種基于溫差發電的充電裝置，通過半導體溫差發電的引 入來實現運動熱能向電能的轉換，提供了一種無源充電裝置；然后將其設計為 方便佩戴的充電手環形式，解決了手機等設備的無源充電問題，為人們在外使 用電子設備提供了應急和細致的無源供電解決方式。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于溫差發電的充電裝置，其結構包括：

溫差發電裝置，其包括兩片相對設置的HOT面板，兩片所述HOT面板之 間置有一片COLD面板，所述每片HOT面板與所述COLD面板之間均設有一 片PN集成芯片，從而使每片HOT面板、與其相應的PN集成芯片與COLD面 板構成一套子發電機，然后通過級聯組成一套溫差發電裝置；

緩沖轉換電路，其連接于所述溫差發電裝置外，包括整流濾波電路、儲能 元件和穩壓芯片；

充電管理芯片，用于鋰電池的充電管理，實現分級充電、過壓保護、過溫 保護、短路保護、問題報警；

紙電池，用于存儲溫差發電裝置所產生的電能。

上述技術方案中，所述PN集成芯片為集成有50萬門以上的PN結的PN集 成芯片。通過仿真實驗驗證，在一顆芯片上集成50萬門以上的PN結可實現溫 差30°以下5V-200mA以上的電能輸出，所述芯片采用QFN封裝，提供熱極和 冷極接入引腳、電源輸出引腳等。

上述技術方案中，所述紙電池優選采用臺灣輝能科技公司的超薄柔性電池 FLCB。

并且，本發明優選采用3片5*5*0.33mmFLCB級聯疊加的形式構成本發明 的基于溫差發電的充電裝置的紙電池，其可提供1500～2100mAh的容量。

為方便兼容，本方案采用的紙電池其充電特性與鋰電池相同，因此可以采 用同一套充電管理電路。

所述溫差發電裝置產生的電能，經所述整流濾波電路進行交流直流轉換和 紋波濾除，然后將能量暫態存儲在儲能元件中，再輸入到下一級的穩壓芯片中， 穩壓芯片負責產生充電管理芯片需要的標準電壓。

該緩沖轉換電路用于將溫差發電裝置輸出的電壓濾波和穩定，提供標準的 5V電壓輸出，避免抖動紋波電壓和浪涌電壓對充電電路的破壞。

上述技術方案中，所述緩沖轉換電路的整流濾波電路采用通用高效的RC-π 濾波電路；所述穩壓芯片采用常用的5V穩壓芯片，如LM7805/LM1575T-5.0等， 穩壓芯片輸入電壓范圍為3～7V，輸出范圍為4.8～5.2V。