手机体温充电系统的设计VIP专享VIP免费

第17卷第11期电子设计工程2009年11月V01．17No．11ElectronicDesignEngineeringNov．2009手机体温充电系统的设计邓均．周汉昌(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051)摘要：手机通信时因电池电量不足而突然关机会给手机用户带来不便。而研究发现人体与环境之间总是存在温差，因此可利用温差电技术实现为手机随时补充能量。在介绍温差电技术基本原理的基础上。设计手机体温充电系统。利用半导体材料制作热电偶．通过串联形成热电堆．再进行串并联构成温差电池组。经升压稳压电路后。该模块满足手机充电要求。并研究了工艺．最后通过试验测试温差电池组和升压稳压电路，结果显示升压稳压电路的充电启动电压为0．911V，电流为70mA。当半导体温差电池串并联的等效内阻和负载电阻匹配时输出功率达到最大。关键词：体温充电；温差电池组；升压稳压电路；热电堆工艺；绿色能源中图分类号：TN377文献标识码：A文章编号：1674-6236(2009)ll_0107—04DesignofbodytemperaturechargingsystemformobilephoneDENGJun，ZHOUHart-chang(KeyLaboratoryofInstrumentation．ScienceandDynamicMeasurement,l眦nistryofEducation，NorthUnivers妙ofChina,Taiyuan030051，China)Abstract：It’Smostinconvenientformobilephoneugersthatthemobilephoneissuddenlypoweroffduetolackofelectricquantitywhenwecommunicatewitheachotherbymobilephone．Itisfoundthattherealwaysexitstemperaturedifferencebetweenbodyandenvironment,whichCallbetransformedtoelectricenergybyusingthermoelectrictechnologytochargethecellphonemomentarily．Basicprincipleofthermoelectrictechnologyisintroduced，onthebasis，bodytemperaturechargingsystemformobilephoneisdesigned．Usingsemiconductormaterialstomakethermocouples，andformthermopilesbysedesconnection，thenconstitutesthermobatterythroughseries—parallelconnection，thenmeetscellphonechargingrequirementsthroughboosterandsteadyvoltagecircuitmodule．Relatedtechnologyisalsoresearched．Finally，thethermobatteryandtheboosterandsteadyvoltagecircuitmoduleal℃testedbyexperiments．tIleresultshowsthatthechargingstart-upvoltageofboosterandsteadyvoltagecircuitis0．911V，currentis70mA．OutputpowerreachesthemaximumwhenequivalentinternalresistanceofsemiconductorthermobaReryseries—parallelconnectionmatcheswithloadresistance．Keywords：bodytemperaturecharging；thermobattery；boosterandsteadyvoltagecircuit；thermopiletechnology；greenenergy1引言手机已成为人们生活中不可缺少的通信T具fl】。目前手机都是由可充电的锂离子电池供电，在野外或无市电的情况下，手机随时可能没电。这给使用者带来许多不便。经研究人体与环境之间总是存在温差．利用温差电技术12-31可实现真正意义上的手机永不断电。温差电技术是绿色环保的发电技术，是一种新的能源替换方式．可将低品位热源的热量有效地转化为电能，同时减少能量消耗，缓解环境污染问题。因此，微型温差电器件将有美好的应用前景。手机体温充电系统对于新能源开发必定具有重要的实际意义。2手机体温充电的原理2．1人体的能量正常情况下，人体发出的红外波长为8～12p,m，人体基收稿日期：2009-06—08稿件编号：200906023础代谢24h内所产生的热能为8059．8kJ。一个成年人的皮肤展开后其表面积约为2mz，以每平方米体表面积为衡量标准。能量代谢在lh内产生的平均热量约167．9kJ／(m2·h)嗍。人体的主要散热部位是皮肤．当环境温度低于体温时，大约70％的体热通过皮肤的辐射、传导和对流散热消耗掉151。四肢末稍皮肤温度最低．越接近躯干、头部，皮肤温度越高。在寒冷环境中，随着气温下降。手、足的皮肤温降低最显著，但头部皮肤温度变动相对较小。可以看出．头部皮肤温度最高，且随环境温度变动相对较小。因此手机体温充电系统适合安装在帽子内部．可提高充电效率嘲。手机的锂离子电池可通过充电或添加能量物质重复使用，其额定电压容量...