[發(fā)明專利]基于多段熱電模組構(gòu)成的柔性供電表帶及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710351649.1
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107242648B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪延成;言森博;郭曉濤;馮博;史堯光
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A44C5/00
• 分類號: A44C5/00;H01L35/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本發(fā)明公開了一種基于多段熱電模組構(gòu)成的柔性供電表帶及其制作方法。柔性供電表帶中間至少由一段密度大且等距排布熱電模組的供電表帶，其兩側(cè)至少各由一段相同的密度小且等距排布熱電模組的供電表帶連接而成；熱電模組的供電表帶，從手腕穿戴面向外都具有依次為導(dǎo)熱層，裝有熱電模組的柔性印刷電路板和多個散熱層，柔性印刷電路板上表面熱電模組中的每個熱電對分別裝在各自表帶主體的長方形通孔中，每個熱電對分別通過冷端銅導(dǎo)電片與各自的散熱層連接，散熱層均位于表帶主體外。本發(fā)明在保證供電表帶貼合手腕輪廓的前提下提高熱電模組中熱電對的對數(shù)，提高供電表帶的輸出驅(qū)動能力。表帶主體采用聚二甲基硅氧烷，柔性較好，可以適合不同手臂表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種手表帶，具體涉及一種基于多段熱電模組構(gòu)成的柔性供電表帶及其制作方法。

背景技術(shù)

穿戴式設(shè)備在健康監(jiān)測、運(yùn)動數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)通信等方面有廣泛的使用，這些設(shè)備的長期正常工作需要可靠、穩(wěn)定、持久的電源。現(xiàn)有的穿戴式供電方式主要包括鋰電池、太陽能電池、壓電發(fā)電器和溫差發(fā)電器等。傳統(tǒng)的鋰電池續(xù)航時間有限，且廢舊電池回收容易對環(huán)境造成污染；太陽能電池工作需要光照，在暗處或衣物等覆蓋面下無法應(yīng)用；壓電發(fā)電器需要收集人體運(yùn)動或振動的能量并轉(zhuǎn)化為電能，但在人體靜止?fàn)顟B(tài)下無法收集能量，不適用于行動不便或臥床病患的使用。溫差發(fā)電器基于塞貝克效應(yīng)，可以收集熱量并轉(zhuǎn)換為電能，由于人體與周圍環(huán)境存在持續(xù)的熱量交換，因此，溫差發(fā)電器可以利用人體與環(huán)境存在的溫度差進(jìn)行發(fā)電，為穿戴式電子器件持續(xù)供能。

目前，穿戴式溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)多集中在穿戴的區(qū)域，且大多采用剛性結(jié)構(gòu)，存在發(fā)電功率密度低、不適合變化的曲面等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)穿戴式設(shè)備采用表帶等結(jié)構(gòu)僅提供固定的功能，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多段熱電模組構(gòu)成的柔性供電表帶及其制作方法，是在溫差發(fā)電基礎(chǔ)上，在柔性表帶孔中嵌入多段熱電模組，使表帶了擁有供電功能，提高了表帶結(jié)構(gòu)本身的功能性；多段不同間距熱電模組排布方式，可以針對手腕手臂輪廓線曲率半徑的變化良好貼合，且表帶結(jié)構(gòu)極大的增加了熱電器件的熱電對對數(shù)，從而增加發(fā)電功率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一、一種基于多段熱電模組構(gòu)成的柔性供電表帶：

所述柔性供電表帶在長度方向上由中間至少一段密度大且等距排布熱電模組的供電表帶，其兩側(cè)至少各一段相同的密度小且等距排布熱電模組的供電表帶連接而成；密度大且等距排布熱電模組的供電表帶和密度小且等距排布熱電模組的供電表帶，從手腕穿戴面向外都具有依次為導(dǎo)熱層，裝有熱電模組的柔性印刷電路板和多個散熱層；柔性印刷電路板的上表面裝有熱電模組，熱電模組中的每個熱電對分別裝在各自表帶主體的長方形通孔中，每個熱電對分別通過冷端銅導(dǎo)電片與各自的散熱層連接，散熱層均位于表帶主體外。

所述柔性印刷電路板，沿該板長度方向的前部和后部上表面分別等距設(shè)有一排多個銅電極，頭尾相接且等距排列的多個銅電極都與該板長度方向平行，該板中部上表面等距設(shè)有一排多個銅電極，該板中部上表面一排多個銅電極位于該板前部和后部上表面一排多個銅電極之間，中部上表面一排并列的多個銅電極與該板長度方向垂直；

柔性印刷電路板右側(cè)開始的前部上表面的銅電極向柔性印刷電路板左側(cè)前部上表面的銅電極上依次間隔設(shè)有P型和N型熱電臂，與柔性印刷電路板前部上表面相鄰的右側(cè)開始的中部上表面的銅電極的一端向柔性印刷電路板左側(cè)的中部上表面銅電極上依次間隔設(shè)有N型和P型熱電臂；

柔性印刷電路板右側(cè)開始的后部上表面的銅電極向柔性印刷電路板左側(cè)后部上表面的銅電極上依次間隔設(shè)有N型和P型熱電臂，與柔性印刷電路板后部上表面相鄰的右側(cè)開始的中部上表面的銅電極的另一端向柔性印刷電路板左側(cè)的中部上表面銅電極上依次間隔設(shè)有P型和N型熱電臂；

每個熱電對均包含有一個P型熱電臂和一個N型熱電臂，P型和N型熱電臂通過冷端銅導(dǎo)電片組成串聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)構(gòu)。