便携式户外柴炉充电装置的研究

发布时间：2020-10-29 21:08

　　 当热电转换技术,又名温差发电,是一门既古老而又新兴的学科,其研究温度差与电之间的关系。但正在得到重视是这几十年才开始兴起,它能将自然界中的热能不需要经过其他形式的能直接转成电能,其具有无机械转动、寿命长、装置设计灵活、余热收集、低碳环保等优点,其在应用初期大多应用于航天、军事、航空等高端设备的余热收集与再利用。现已发展向现代工业及个人产品领域延伸,伴随着新型材料的相继发现与研发和热电发电性能的逐渐提升,热电转换技术将会在更多领域发挥其效用。本文以热电转换模块为基础,利用PIC16F616单片机为控制芯片,对热电转换技术及PIC单片机进行深入的研究,进而设计便携式热电转换充电装置方案,从而通过系统方案选择相应的热电转化模块、控制单片机型号、蓄电装置的选择及充电效率计算,设计便携式户外热电转换充电装置的总体设计方案,进行装置电路的仿真调试、程序控制调试、硬件设计,根据总体设计方案进行仿真调试,并将仿真结果与实际情况进行对比。本设计装置通过收集柴火燃烧的热量,利用热电转换模块,将热能转换为电能,利用Boost升压电路,将能量存储到锂电池中,再通过单片机将4 V左右的电压升压至稳定的5V电压供其他设备使用,同时通过LED显示相应的信息,使装置更加直观利于操作。本设计装置要从整体考虑其体积与重量问题,使其轻量化、小型化,并具有实用性强、易于操作等特点。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM913
【部分图文】：

表：表 2-1 常见热电材料的 Seebeck 系k coefficient table for common th类型 材料 PNP PbTe NPN PbTe PNP 0.8 0.2NPN 4 理简述

图 2-3 热电转换模块结构类型Fig 2-3 Structure type of semiconductor thermoelectric generation module在实际的应该过程中，半导体温差发电模块的结构也有所不同，其根据其和实际情况，其结构类型可分为 3 种结构类型(如图 2-3 所示)：π 形平面构构、环形构造热电器件结构和 Y 形构造的热器件结构。π 形平面构造电器 与 N 型半导体在器件的两侧，电偶臂位置安放在热端，热端和冷端各在器再将若干个 π 型单元串联形成一个发电扁平模块；环形构造热电器件其结在冷端，热端在器件的环形面上，冷端在环形的内部，并连接在内部的扇，将环形的单元串联后就形成圆柱形的发电模块；Y 形构造的热器件结构对比较复杂，其热端并不在 P 型与 N 型半导体组合而成的电偶臂中，而是 型半导体与 N 型半导体各的各端，在器件的上方为热源传递端，器件的下，从而形成 Y 字型结构，其整体外观和 π 形平面构造的发电器比较形式，比较难区分。

信号 发电组件PN 结对数P 结横截面积 P、N 截横截面高度尺寸TEG1-199-1.4-0.5 单层 199 1.4mm*1.4mm 0.5mm 44mm*40mm*3mm温差 120℃的参数开路电压 负载匹配 匹配负载输出电压输出电流 输出功率 热流量 热流密度11V 3Ω 5.6V 1.8A 10W 192watts 12W/ 2一般情况下，厂家所给出的参数与实际会有较大的出入[19]，经过实测得到相的输出电压与功率，测试装置及测试仪器如图 2-6 所示，分别对国产 SEEBACK司生产的 SP1848-2745 与国外 Marlow 生产的 DT12-8 两款热电转换片进行实际测使用热风枪进行加热，扇热风扇来降低热电转换片的冷面温度，使用 10Ω的负载配，测得的实际参数如下表 2-4。
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本文编号：2861451