压热电能转换器与方法

当前位置:首页恒峰国际官网首页 >

恒峰国际官网首页

压热电能转换器与方法

时间:2019-12-29本站浏览次数:493

       

压热电能转换器与方法

本发明具体化了一种压热电能量转换器(10),并且涉及进行热能至电能转换和致冷的一种方法和装置。本发明利用了一块或多块压热电材料(12、62、72),其上带有导热金属电极(14、64、68),该材料可在高频下共振且与热吸热器(16)和冷吸热器(18)之间有热交流以形成热梯度,从而使热量沿着金属电极(14、64、68)和压热电材料(12、62、72)流动。

此外,本发明的一个目标是加强该热电效应,同时通过在压电振荡中令某金属接触材料与某热电材料发生热交流来降低系统的热惯性。在热电材料旁边的金属可以大幅度缩短热量补充的时间常数,从而加强对所生成电荷的收集。

图18所示电路的设计假设,在于电压的热电分量大到足以直接使用,即对于PZST材料来说比驱动电压大两倍,或者有若干伏的电压。如果此假设不成立,例如采用PZT-5A材料时,则此电路必须再配备一个高频变压器。然而,与T1不同,此变压器不必是低电感变压器,可以有很高的效率(请参见图19)。对于PZT-5A材料来说,T2的绕组匝数比必须为102-103。

发明概要本发明试图解决如上所述在背景技术中遇到的多个问题。更具体地说,本发明的装置和方法构成热电功率转换领域中的一项重要进展,这一点可由本发明相对于背景技术而实现的下述目标与优势加以证明。

直接能量转换在电动汽车上有着巨大的应用潜力。目前有三种主要的可能方式。一种方式涉及到采用工作温度可达150至300℃的廉价材料作为总体效率提升手段。电动车具有一台常规发动机带动一台发电机,同时用一个转换器阵列作为中间散热器。

就不可逆损耗而言,这两种模式的区别在于外接电路内的外部电阻损耗和变压损耗。就同一个装置而言,由于装置的电线可以做得足够粗,且现有高频变压器的效率在0.9-0.95之间,就同一个装置而言,转换器模式的电阻损耗大约要高10%。

图18所示电路的设计假设,在于电压的热电分量大到足以直接使用,即对于PZST材料来说比驱动电压大两倍,或者有若干伏的电压。如果此假设不成立,例如采用PZT-5A材料时,则此电路必须再配备一个高频变压器。然而,与T1不同,此变压器不必是低电感变压器,可以有很高的效率(请参见图19)。对于PZT-5A材料来说,T2的绕组匝数比必须为102-103。

该齐纳二极管具有10V的阈值电压,而整流器内的二极管亦有0.5V的压降。如果利用脉冲发生器在绕组3上以相同的共振频率施加振幅为10V的驱动电压,则在回路中将发生共振。但是,由于绕组2的阻抗接近无限大,在其中将不会有任何动静。随着发生器脉冲振幅的提高,将会出现图4所示情况。当脉冲振幅达到阈值电压时,齐纳二极管开始导通,直流电流将流经负载RL。此时可将发生器关闭,因为电路中的损耗将由热电作用自动补偿。

3.材料前面曾经讨论了用来表示材料12在转换器10中性能的两个有意义的数字F1和F2,F1=Fcp2/Cρ和F2=Fcp4/ερ2C2,在此Tc是材料12的居里温度、p是热电系数、C是热容量、ρ是密度(所有变量均采用SI单位)。F2尤其适用于具有极高热电系数(即p>102C/m2k)的材料。




公司地址:吉林省长春市长江路银座B座B10/13F
联系人:李文伟 13545603608
周海冰 13903264764
电话:15328941366 传真:6bo0rbvp@gmail.com
邮箱:k3118lz3p@hotmail.com

粤公网安备 44030702001579号

恒峰娱乐手机在线登录版登录@