阅读说明：本技术 家用自然电采集器 (Household natural electricity collector ) 是由 周泽龙 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种家用自然电采集器,包括外空间吸热装置、第一高效热管、地表深处取热装置、第二高效热管、温差发电装置、电能整定转换模块、脉动充电模块、储电装置、逆变功能模块和家庭电源入线,外空间吸热装置的温度通过隔离的第一高效热管传导到温差发电装置的上面,地表深处取热装置的温度通过隔离的第二高效热管传导到温差发电装置的下面,温差发电装置根据温差产生电能,电能整定转换模块将电能或接收的太阳能整定为标准的脉动电流,经过脉动充电模块向储电装置充电,逆变功能模块将储存在储电装置中电能转换为标准的市电,连接到家庭电源入线。本发明可以使家庭利用自然电能,节约用电,减少电费的支出。(The invention discloses a kind of Household natural electricity collectors, including external space heat sink, first high-efficiency heat pipe, earth's surface depths takes thermal, second high-efficiency heat pipe, temperature difference electricity generation device, electric energy adjusts conversion module, pulsation charging module, electric storage device, inversion functional module and household electrical source enter line, the temperature of external space heat sink is transmitted to the upper surface of temperature difference electricity generation device by the first high-efficiency heat pipe being isolated, earth's surface depths takes the temperature of thermal to be transmitted to below temperature difference electricity generation device by the second high-efficiency heat pipe being isolated, temperature difference electricity generation device is produced electricl energy according to the temperature difference, electric energy or received solar energy are adjusted the pulsating current for standard by electric energy adjusting conversion module, it charges by pulsation charging module to electric storage device, inversion functional module is converted to the alternating current of standard by electric energy in electric storage device is stored in, it is connected to household electrical source and enters line.The present invention can make family using natural electric energy, and using electricity wisely reduces the expenditure of the electricity charge.)

家用自然电采集器

技术领域

本发明涉及家庭自然电采集领域，特别涉及一种家用自然电采集器。

背景技术

电，是现代人生活中不可或缺的能源。节约用电，不但可以减少消耗，更可节省家庭电费支出。目前的现状是，几乎没有家庭自然电的采集，许多家庭用电都是采用发电厂的电源，一般家庭的使用电会很多，如空调、电冰箱、烹饪电器、电视、电脑、洗衣机等等。这些家用电器的用电量很大，电费的支出会很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以使家庭利用自然电能，节约用电，减少电费的支出的家用自然电采集器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种家用自然电采集器，包括外空间吸热装置、第一高效热管、地表深处取热装置、第二高效热管、温差发电装置、电能整定转换模块、脉动充电模块、储电装置、逆变功能模块和家庭电源入线，所述外空间吸热装置的温度通过隔离的所述第一高效热管传导到所述温差发电装置的上面，所述地表深处取热装置的温度通过隔离的所述第二高效热管传导到所述温差发电装置的下面，所述温差发电装置根据温差产生电能，并将所述电能传输给所述电能整定转换模块，所述电能整定转换模块将所述电能或接收的太阳能整定为标准的脉动电流，并将所述标准的脉动电流经过所述脉动充电模块向所述储电装置充电，所述逆变功能模块与所述储电装置连接、用于将储存在所述储电装置中电能转换为标准的市电，连接到所述家庭电源入线。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述温差发电装置为温差发电堆阵列，所述温差发电堆阵列采用半导体发电片阵列。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述脉动充电模块包括电压输入端、第一电阻、整流桥、第一电容、第二电阻、第二电容、第三电容、第一三极管、第四电容、第四二极管、第二三极管、第三电阻、第五电容、第一二极管、第四电阻、第八电容、变压器、第二二极管、第六电容、第三二极管、第五电阻和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述整流桥的一个交流输入端连接，所述电压输入端的另一端与所述整流桥的另一个交流输入端连接，所述整流桥的一个直流输出端分别与所述第二电阻的一端和第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第二电容的一端、第三电容的一端和第一三极管的集电极连接，所述第二电容的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的基极与所述第一电容的一端连接，所述第一三极管的发射极与所述第四电容的一端连接，所述第二三极管的发射极与所述第三电阻的一端连接，所述第二三极管的集电极通过所述第五电容与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述第三电容的另一端分别与所述第一二极管的阴极和变压器的反馈线圈的一端连接，所述变压器的反馈线圈的另一端分别与所述第一电容的另一端、第四电阻的一端和第八电容的一端连接，所述整流桥的另一个直流输出端分别与所述第四电容的另一端、第三电阻的另一端、第一二极管的阳极、第四电阻的另一端和第八电容的另一端连接；

所述变压器的次级线圈的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第六电容的一端、第三二极管的阳极和电压输出端的一端连接，所述第三二极管的阴极与所述第五电阻的一端连接，所述变压器的次级线圈的另一端分别与所述第六电容的另一端、第五电阻的另一端和电压输出端的另一端连接。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述第四二极管的型号为S-483T。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述脉动充电模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三二极管的阳极连接，所述第六电阻的另一端与所述电压输出端的一端连接。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述第六电阻的阻值为32kΩ。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的家用自然电采集器中，所述第二三极管为NPN型三极管。

实施本发明的家用自然电采集器，具有以下有益效果：由于设有外空间吸热装置、第一高效热管、地表深处取热装置、第二高效热管、温差发电装置、电能整定转换模块、脉动充电模块、储电装置、逆变功能模块和家庭电源入线，温差发电装置根据外空间吸热装置与地表深处取热装置的温差产生电能，电能整定转换模块将电能或接收的太阳能整定为标准的脉动电流，经过脉动充电模块向储电装置充电，逆变功能模块将储存在储电装置中电能转换为标准的市电，以供用户使用，本发明可以使家庭利用自然电能，节约用电，减少电费的支出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明家用自然电采集器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中脉动充电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明家用自然电采集器实施例中，该家用自然电采集器的结构示意图如图1所示。图1中，该家用自然电采集器包括外空间吸热装置1、第一高效热管2、地表深处取热装置3、第二高效热管4、温差发电装置5、电能整定转换模块6、脉动充电模块7、储电装置8、逆变功能模块9和家庭电源入线10，外空间吸热装置1的温度通过隔离的第一高效热管2传导到温差发电装置5的上面，地表深处取热装置3的温度通过隔离的第二高效热管4传导到温差发电装置5的下面，温差发电装置5根据温差产生电能，并将电能传输给电能整定转换模块6，电能整定转换模块6将电能或接收的太阳能整定为标准的脉动电流，并将标准的脉动电流经过脉动充电模块7向储电装置8充电，逆变功能模块9与储电装置8连接、用于将储存在储电装置8中电能转换为标准的市电，连接到家庭电源入线10。

在夏天空间有阳光照射往往温度很高，直晒的温度高达50度以上，而在地表深处的温度则在20度以下，该家用自然电采集器利用这一温差通过隔离的第一高效热管2传导到温差发电装置5的上面和下面，温差发电装置5就产生电能。由于这个电能是大小变化的脉动的需要经过整定为标准的脉动电流，经过脉动充电模块7向储电装置8充电。为了使得电能进入家庭必须转换为市电的标准后进入家庭，其中，逆变功能模块9就是把储存在储电装置8(电池)里的电能转化为标准的市电以供用户使用。

外空间吸热装置1(即空间热源增强收集器或空间热端)、第一高效热管2、地表深处取热装置3(地表深处冷端)、第二高效热管4和温差发电装置5构成电能采集器单元，电能整定转换模块6、脉动充电模块7和储电装置8构成电能整定充电储能系统。

空间热端和地表深处冷端用隔离很强的热管传导热、冷端的温差辐射源到温差发电装置5上，这种架构创新的设计保证了温差发电的应用的可行性。温差发电装置5为温差发电堆阵列，温差发电堆阵列采用半导体发电片阵列，按串并的方法提高电压、电流和功率输出。电能采集器单元用分层布局，保证热、冷端绝对隔离，该电能采集器单元安装在一个真空隔温的恒温腔内。该电能采集器单元采集过来的电可能是不连续的，幅度也波动较大，因此要对其进行整定，整幅升压为脉冲，对储电装置8进行充电。为了把储存在储电装置8的直流电能转换为市电交流的标准电能，用逆变功能模块9进行转换，然后提供给家庭用电。本发明可以使家庭利用自然电能，节约用电，减少电费的支出。

图2为本实施例中脉动充电模块的电路原理图，图2中，该脉动充电模块7包括电压输入端Vin、第一电阻R1、整流桥Z、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第一三极管Q1、第四电容C4、第四二极管D4、第二三极管Q2、第三电阻R3、第五电容C5、第一二极管D1、第四电阻R4、第八电容C8、变压器T、第二二极管D2、第六电容C6、第三二极管D3、第五电阻R5和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin的一端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与整流桥Z的一个交流输入端连接，电压输入端Vin的另一端与整流桥Z的另一个交流输入端连接，整流桥Z的一个直流输出端分别与第二电阻R2的一端和第四二极管D4的阳极连接，第四二极管D4的阴极与变压器T的初级线圈的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第二电容C2的一端、第三电容C3的一端和第一三极管Q1的集电极连接，第二电容C2的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第一三极管Q1的基极与第一电容C1的一端连接，第一三极管Q1的发射极与第四电容C4的一端连接，第二三极管Q2的发射极与第三电阻R3的一端连接，第二三极管Q2的集电极通过第五电容C5与变压器T的初级线圈的另一端连接，第三电容C3的另一端分别与第一二极管D1的阴极和变压器T的反馈线圈的一端连接，变压器T的反馈线圈的另一端分别与第一电容C1的另一端、第四电阻R4的一端和第八电容C8的一端连接，整流桥Z的另一个直流输出端分别与第四电容C4的另一端、第三电阻R3的另一端、第一二极管D1的阳极、第四电阻R4的另一端和第八电容C8的另一端连接。

变压器T的次级线圈的一端与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极分别与第六电容C6的一端、第三二极管D3的阳极和电压输出端Vo的一端连接，第三二极管D3的阴极与第五电阻R5的一端连接，变压器T的次级线圈的另一端分别与第六电容C6的另一端、第五电阻R5的另一端和电压输出端Vo的另一端连接。

整流桥Z由四个整流二极管构成，第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3均为稳压二极管；变压器T为输出功率8～10W、二次电压为25V的电源变压器。该脉动充电模块7可以有效的保证充电电池充电时的安全性，避免充电安全事故的发生。

本实施例中，第四二极管D4为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第四二极管D4所在支路的电流较大时，通过该第四二极管D4可以降低第四二极管D4所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四二极管D4的型号为S-483T。当然，在实际应用中，第四二极管D4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管。第二三极管Q2为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该脉动充电模块7还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第三二极管D3的阳极连接，第六电阻R6的另一端与电压输出端Vo的一端连接。第六电阻R6为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第六电阻R6所在支路的电流较大时，通过该第六电阻R6可以降低第六电阻R6所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为32kΩ。当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，该家用自然电采集器的原理是基于多种收集电能的复合应用，主要由温差收集电能与太阳能结合。本发明可以使家庭利用自然电能，节约用电，减少电费的支出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。