[实用新型]基于半导体温差发电的手机充电保温杯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种保温杯，特别涉及一种基于半导体温差发电的手机充电保温 杯，属于温差发电和通讯领域。

背景技术

目前，关于温差发电的项目多用于大型工业设施装备上，而在日常生活用品中，温 差发电的利用还比较少，如何将温差发电的技术（塞贝克效应）应用在我们的生活中，将节 能落实到实处，是一件非常有意义的事情。

随着移动通讯的快速发展，手机已经成为我们日常生活中不可缺少的一种通讯工 具，但在外出旅行、求学、出差的时候总会面临手机没电的问题，既影响我们的工作，也影响 我们的心情，尤其是遇到紧急事情的时候。虽说现在的移动电源已经很普遍了，但移动电源 也有没电的时候。为了解决这个问题，将温差发电技术与保温杯结合，提供了一种可以给手 机充电的保温杯，只要一杯开水，既解决了喝水的问题，又能发电为手机提供电源，同时还 可以节能，一举三得！

发明内容

本实用新型的目的在于，将温差发电技术、IC技术与保温杯结合在一起，提供一种 带有手机充电装置的新型保温杯，从而解决外出手机没电的难题。该新型保温杯不仅节能 环保，而且方便了人们的生活。本实用新型保温杯主要由杯盖（１）、杯身（２）和杯底三个部分 组成。杯子的整体形状为上圆下方，既杯盖（２）为不锈钢圆柱形结构，杯身（２）是四面方形结 构，且杯身（２）为内外双层(内壁，外壁)，二者均为不锈钢材质。杯身采用方型结构的原因 是，在内壁和外壁之间置有40×40mm耐200℃的温差发电片。每个壁面设置两个温差发电 片，一共有8个温差发电片，并将其串联起来，可以有效提供驱动电压；热端（内壁与温差发 电片接触的那一面）采用导热硅脂粘合，这样可以更加充分地利用热量。

为了隔绝热端与冷端之间的热传导以及保证温差发电片两端的温差，杯身的内外 壁之间还增设了隔热保温层，保温层与普通的保温杯一样，采用抽真空的方法进行隔热保 温。杯底设有集成电路（５）和USB接口（９），集成电路包括两个部分，一是整流模块，二是稳压 模块。

整流模块采用的是感容滤波的单相桥式不可控整流电路，可有效地抑制电流的冲 击。

稳压模块采用的是DC-DC升压控制器，这种控制器使用的CE8301系列，不仅可以保 证以0.9V的电压驱动，而且可根据负载的大小自动切换占空比系数。

由于温差发电片一面与保温杯的内壁粘合（热端），另一面与保温杯的外壁粘合 （冷端），当保温杯中盛有开水的时，温差发电片的冷热端会出现温度差，经试验测得，在温 差为20℃左右时，开路电压约为0.37V；在温差为40℃左右时，开路电压约为0.60V；在温差 为60℃左右时；开路电压约为1.0V。需要注意的是，热端温度为杯中水的温度，而实际的热 端温度应为内壁与温差发电片接触的那一面的温度，经测量，杯中水的温度与实际的热端 温度相差12—15℃左右。

附图说明

图1：基于半导体温差发电片的手机充电保温杯示意图；

图2：感容滤波的单相桥式不可控整流电路图；

图3：稳压模块电路图；

图1中，1—杯盖，2—杯身，3—温差发电片Ａ，4—温差发电片Ｂ，5—集成电路，6— 真空层，7—温差发电片Ｃ，8—温差发电片Ｄ，9—ＵＳＢ接口。

具体实施方式

由于在杯身（2）的内外壁之间置有温差发电片，当保温杯中盛有开水时，热端与冷 端形成温度差，由此便会产生变化的电压，一个温差发电片产生的电压相对来说较小，为了 解决这个问题，在杯身的每个面均设有两个温差发电片，并将其串联起来。产生的总的交变 电压通过集成电路（5），由于集成电路上设有整流模块和稳压模块，在经过整流模块整流滤 波之后，交变电压变成直流电；直流电进入稳压模块，由于稳压模块中含有CE8301系列的 DC—DC升压控制器，它能将0.9—5V之间的直流电压，升至5V左右的直流电并稳定输出。在 集成电路板上载有ＵＳＢ母座，可直接对ＵＳＢ接口（9）设备进行供电。如果电能过低，不 足以对手机进行充电，需及时换一杯开水。

需要说明的是，将８个温差发电片串联起来，不仅可以有效保证在温差较低的情况 下驱动整流电路，也保证了DC—DC控制器的驱动。因为硅材料的二极管的最低正向导通电 压为0.7V，而CE8301系列的DC—DC升压控制器最低驱动为0.9V。