[实用新型]移动设备内嵌式纳米级热磁颗粒热电转换器

说明书

技术领域

本发明涉及热磁发电领域，具体涉及移动设备内嵌式纳米级热磁颗粒热电转换器。

背景技术

宋瑞银在《冷热源微小型热电电源的研究》中提出了冷热源微小型热电电源方案，它是在发电器两端施加强制温差并利用热电效应将热能转换为电能的一种器件。主要包括冷源、热源和微小型热电发电器三个部件，结合普通热电发电器的理论模型，考虑到汤姆孙效应、接触热阻，焊料层和导热覆盖基板等因素的影响，建立了微小型热电发电器的精确数学模型，并进行了性能优化分析。在此基础上研制了一系列的微小型热电发电器。

热电发电一般采用P型和N型结合的半导体元件，将器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，这样高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流，热能从高温侧流入器件内，再通过器件从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，并在器件内变成电能，电能可从外部负荷取出，通过连接多个这样的元件便可获取更多的电能。

移动设备一般通过电池供电，且在使用过程中会散发大量热量，使得CPU温度升高，而这部分能量也随之流失。基于热电效应的原理，可以考虑在移动设备中嵌入一个微型的热电能量转换装置，将散发出的热量有效地转化为电能，并再次供给移动设备续航。但实验表明，其性能会受到不同表面积尺寸、不同对数及高度的影响。考虑到移动设备的体积有限，转换器的发电部分可以改用纳米级的热磁颗粒，这些颗粒受热后就会产生振荡电流来给电池充电

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明考虑到移动设备的体积有限，因此将转换器的发电部分改用纳米级的热磁颗粒，提出了移动设备内嵌式纳米级热磁颗粒热电转换器，热磁颗粒受热后会产生振荡电流来给电池充电，从而提高移动设备的能源利用率。

技术方案：

移动设备内嵌式纳米级热磁颗粒热点转换器，包括热源、冷源和微型热电发电器；热源与冷源分别设置在微型热电发电器两端形成夹层结构；所述微型热电发电器的热电材料为纳米级的热磁颗粒。

所述纳米颗粒为纳米夹心球；所述纳米夹心球的外壳与内芯使用两种不同的材料。

所述纳米夹心球的外壳与内芯使用两种不同的材料为MnFe₂O₄包CoFe₂O₄或Fe₃O₄包CoFe2O4。

通过调整所述纳米夹心球的外壳与内芯的两种材料的种类，实现对所述纳米夹心球性质的调节。

有益效果：

(1)有效地降低了能源耗损，使得能源得到充分利用。

(2)对延长电池及其他零件的使用寿命有积极作用。

(3)续航时间得到保障，极大地方便了日常生活中移动设备的使用。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

本实用新型技术区别于现有技术的主要特征就是转换器的发电部分采用了纳米级的热磁颗粒，利用颗粒受热后会产生振荡电流的特性来给移动设备的电池进行充电。基础的转换器结构包括热源、冷源和微型热电发电器，其热流的方向与衬底表面垂直，两层衬底分别为冷端和热端，中间夹层为热电材料。当冷热端存在温差时，回路就产生电流。本实用新型采用纳米级的热磁颗粒来替代传统的热电材料，从而优化热电臂面长比，缩小热电器件体积，增加热电偶对数以提高热电功率密度，并获得伏特级的高电压。

如图1所示，本实用新型采用P型和N型结合的半导体元件，将器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，并连接多个这样的元件以获得更多电能。同时，为这种内嵌式的热电转换器设置一个阈值，当CPU温度高于这一阈值时，便自动开启热电转换功能，从而使移动设备的CPU在高频率运行时保持低温。

为了达到更好的效果，还可以把传统纳米颗粒的简单小球结构改变成“夹心”球，并且外壳与内芯使用两种不同的材料(如MnFe₂O₄包CoFe₂O₄，Fe₃O₄包CoFe2O4)。通过调整这两种材料的种类，可以实现对“夹心”纳米颗粒性质的调节。这种“夹心”球比起传统的纳米颗粒，与磁场的相互作用更强，发热性能可高达10倍于传统颗粒的程度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。