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利用笔记本电脑废热供能的笔记本散热器具体方案

   日期:2014-07-17    
核心提示:当前,半导体温差发电技术以其各种优点越来越引起人们的关注。该技术已经被应用于工业余热、废热的回收利用、航天辅助电力系统等。

一、项目概述

1.1 引言

现如今,能源危机日趋严重。人们的环境保护意识在不断提高,在发展新能源的同时,努力提高能源利用率也是一个方向。当前,半导体温差发电技术以其各种优点越来越引起人们的关注。该技术已经被应用于工业余热、废热的回收利用、航天辅助电力系统等。

笔记本电脑在工作过程中,其CPU及其他部件的高速运转会产生大量的热量,而且,随着目前笔记本电脑硬件配置的逐渐升级,在提升性能的同时,笔记本电脑的整体发热量也在不断上升。为了解决这个问题,人们设计了散热底座。然而,市面上所看到的笔记本电脑散热器大多是通过USB接口连接到笔记本电脑供电,或者利用电池供电。但是,却还没有人设计出利用电脑废热为其进行供电。

本方案拟利用基于AVR32 AT32UC3A单片机控制器的评估套件和开发系统EVK1100,开发利用电脑废热供电的笔记本电脑散热器。

二、需求分析

2.1 功能要求

1、应用半导体温差发电技术,利用电脑废热,为散热器提供正常运转所需能量。

2、该散热器散热效果优越,噪声小,振动小,运行更加稳定。

3、该散热器外形设计具备创新性。

2.2 性能要求

1、供电电压稳定,废热利用率高。

2、利用闭环控制能很好的进行自我智能调节,抗干扰能力强。

3、该散热器噪声小,振动小,运行稳定,美观。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

 

 

该系统通过温差电压片TEG162的高温面和电脑发热源接触,通过散热器带动TEG162低温面处的空气流动控制低温面温度,从而控制温差在预设的范围内。我们利用笔记本电脑废热转化为电能,再通过稳压电路将电能存储到锂电池中。存储的能量为整个电路提供能量来源,省去了单独为电路提供能量的部分。这样,一方面可以维持笔记本电脑的温度不会太高,另一方面又实现了笔记本电脑的废热回收利用。

贝塞尔效应:1821年,德国科学家赛贝尔发现在两种不同金属的连线,若将连线的一结点置于高温状态T2(热端),而另一端处于开路且处于低温状态T1冷端,则在冷端存在开路电压ΔV,此种现象被称为赛贝尔效应,Seebeck电压ΔV与热冷两端的温度差ΔT成正比,即 ΔV=kΔT=k(T2- T1) ,其中k是塞贝克参数,由材料本身的电子能带结构决定的。

由ΔV=kΔT=k(T2- T1),正常情况下笔记本电脑CUP温度在50~60度范围内时,环境温度根据季节不同,平均在0~10度左右,由ΔV=kΔT=k(T2- T1),一年范围的平均温差电压为4~5V,电流为600mA,平均功率P=U×I,约为2.4—3W。如果经过5年,一台电脑回收的能量约是131.4度,那么世界有多少台笔记本电脑呢?所以这是很大的一部分能量。说明该方案可行性高。

TEG162基本资料:

电器参数:温差120℃时,开路电压17V,短路电流1A,负载电压12V,负载电流600MA。

尺寸: 62×62×3.8

使用年限:5年左右

3.2 硬件平台选用及资源配置

AVR32 AT32UC3A单片机控制器的评估套件和开发系统EVK1100上的温度模块实时监测笔记本电脑温度,将温度信号传给AT32UC3A处理,实现笔记本电脑温度只在安全范围内变动。

3.3 系统软件架构和软件流程

 

 

AT32UC3A开发板上的温度模块实时采集笔记本电脑的温度,通过和预设温度比较来控制散热器风扇的转速,从而实现笔记本电脑温度在正常范围内变化。

3.4 系统预计实现结果

1、实现笔记本电脑废热能量的回收存储。

2、实现在不增加外部电源的情况下,存储的能量能使笔记本电脑散热器正常工作,并且还能保证笔记本电脑不会太高而导致硬件的损坏。

 
标签: 散热器
  
  
  
  
 
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