[发明专利]热电装置以及所述热电装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由热电发电机来馈电的热电装置、尤其传感器装置。在另一个观点下，本发明涉及一种用于制造这样的热电装置的方法。

背景技术

“物联网”被称为信息技术中的最重要的未来的发展之一。这是指，不仅人可以进入互联网，而且器具也可以通过所述互联网或者类似的网络系统来彼此联网。一个领域涉及借助于传感器装置来进行的生产及家居自动化，所述传感器装置被安装在合适的位置上，以用于检测变量、像比如温度、压力、照明强度等等，并且比如以无线的方式通过所述网络系统来提供所述变量。为了将安装开销、运行开销和保养开销保持低的水平，要使用下述传感器装置，所述传感器装置在不取决于电池或者电源线的情况下用所谓的“能量采集器”从环境中获取用于运行所需要的电能。除了具有太阳能单池的传感器装置之外，尤其知道这样的具有热电发电机的传感器装置，所述热电发电机从在其环境中存在的温差中获取能量，比如用于将所述传感器装置安装在加热装置上。

为此所使用的热电发电机典型地由上面的和下面的基片所构成，所述基片通过热并联并且电串联的、由热电材料构成的小支腿彼此相连接。在所述热电发电机的内部，通过赛贝克效应在所述上面的与下面的基片之间加载温差的情况下产生电压。为了能够在运行中实现与两个拥有不同的温度的区域的紧密的热接触，在将这样的热电发电机包装在电子壳体中时所述热电发电机通常在其具有可导热的材料的上侧面和下侧面上贴紧地连接到壳体壁上，所述壳体壁在运行中与不同的温度区域处于接触之中。由此，不过任何冲击、振动和热机械的应力直接被传递到所述热电发电机的小支腿上并且可能导致所述小支腿的损坏并且由此导致整个装置的损坏。

DE 10 2011 075661公开了一种热电布置结构，该热电布置结构包括布置在载体上的热电结构元件，所述热电结构元件处于同样布置在所述载体上的盖板之下。在所述热电结构元件的热侧和/或冷侧与所述载体或者盖板之间，分别布置了板状的可导热的补偿材料，所述补偿材料尤其具有弹性的特性。

但是，通过热机械的应力、冲击或者振动尤其引起剪切力，通过有限的厚度的补偿材料仅仅有限地捕集所述剪切力。值得期望的是，将热电发电机小结构地集成到热电装置、像比如传感器装置中，从而降低作用于所述热电发电机的小支腿的剪切力。

发明内容

与此相对应，本发明提供一种热电装置，所述热电装置具有电路板、布置在所述电路板上的被供电的结构元件像比如传感器、将所述电路板覆盖的盖子、热电发电机和弹簧单元。所述热电发电机与所述电路板并且与所述盖子热连接，用于从所述电路板与所述盖子之间的温差中产生用于所述结构元件的供电电压，其中所述弹簧单元将所述热电发电机有弹力地保持在所述电路板与所述盖子之间。所述热电发电机与所述电路板之间的热连接也能够在于，所述热电发电机与作为所述电路板的一部分来构成的金属结构热连接。金属的导热性典型地比电路板的电绝缘的基础材料大百倍。比如在形成所述电路板的、由基础材料和金属轨构成的材料复合结构中，热能够主要地通过所述金属轨来传送，从而能够进行方向导引。

在另一个观点下，本发明提供一种用于制造这样的热电装置的方法。所述制造方法包括将结构元件、像比如传感器布置在电路板上的步骤、用盖子将所述电路板覆盖的步骤、将热电发电机与所述电路板并且与所述盖子热连接的步骤，用于从所述电路板与所述盖子之间的温差中产生用于所述结构元件的供给电压，所述制造方法以及包括设置弹簧单元的步骤，所述弹簧单元将所述热电发电机有弹力地保持在所述电路板与所述盖子之间。

要说明，与空间方向相关的概念、比如“上面”、“覆盖”、“上”和“下”等等在本说明书中，只要未明确地作其它说明，仅仅表示在所述热电装置内部的相对的定向。尤其不是指所述装置关于重力的优选的定向。

发明优点