[发明专利]测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备有效
申请号: | 201711344727.1 | 申请日: | 2017-12-15 |
公开(公告)号: | CN108152617B | 公开(公告)日: | 2020-05-26 |
发明(设计)人: | 高俊岭;石桂菊;张世民 | 申请(专利权)人: | 河北科技大学 |
主分类号: | G01R31/00 | 分类号: | G01R31/00;G01N25/20 |
代理公司: | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人: | 谢茵 |
地址: | 050000 *** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 测量 热电 模块 最大 输出功率 方法 装置 终端设备 | ||
1.一种测量热电模块最大输出功率的方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取热电模块的输出电流的变化范围,根据所述输出电流的变化范围,以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系,确定所述热端输入热能的变化范围;
根据所述热端输入热能的变化范围,以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系,确定所述热电材料平均温度的变化范围;
根据所述热电材料平均温度的变化范围,以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系,热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系,确定所述动态内阻的变化范围;
在所述动态内阻的变化范围内,确定热电模块的外接测试电阻的初始调节方向,在所述初始调节方向上,逐次调节所述测试电阻的阻值,并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率,在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时,在所述初始调节方向的相反方向上,逐次调节所述测试电阻的阻值,并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率;
根据测量的热电模块的输出功率,确定热电模块的最大输出功率。
2.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法,其特征在于,还包括:
根据所述动态内阻的变化范围,确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻;
调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
3.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法,其特征在于,
所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为:
其中,参数A=Rh-(1-η)Rc,参数B=1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc],Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度,Qh为热电模块的热端输入热能,η为热电模块的热电转换效率,N为热电模块中的P-N电偶对数,α为热电模块的塞贝克系数,K为热电模块的导热系数,I为热电模块的输出电流;
所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为:
其中,参数A=Rh-(1-η)Rc,Tj为热电材料的平均温度,Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度,Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度,Qh为热电模块的热端输入热能,Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻,η为热电模块的热电转换效率;
所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为:
其中,σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率,Tj为热电材料平均温度;
所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为:
其中,N为热电模块中的P-N电偶对数,hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高,ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长,σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率,Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
4.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法,其特征在于,所述根据测量的热电模块的输出功率确定热电模块的最大输出功率包括:
根据测量的热电模块的输出功率,确定热电模块的输出功率的峰值;
根据热电模块的输出功率的峰值,确定热电模块的最大输出功率。
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