[发明专利]基于多段热电模组构成的柔性供电表带及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带及其制作方法。柔性供电表带中间至少由一段密度大且等距排布热电模组的供电表带，其两侧至少各由一段相同的密度小且等距排布热电模组的供电表带连接而成；热电模组的供电表带，从手腕穿戴面向外都具有依次为导热层，装有热电模组的柔性印刷电路板和多个散热层，柔性印刷电路板上表面热电模组中的每个热电对分别装在各自表带主体的长方形通孔中，每个热电对分别通过冷端铜导电片与各自的散热层连接，散热层均位于表带主体外。本发明在保证供电表带贴合手腕轮廓的前提下提高热电模组中热电对的对数，提高供电表带的输出驱动能力。表带主体采用聚二甲基硅氧烷，柔性较好，可以适合不同手臂表面。

技术领域

本发明涉及一种手表带，具体涉及一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带及其制作方法。

背景技术

穿戴式设备在健康监测、运动数据采集、物联网通信等方面有广泛的使用，这些设备的长期正常工作需要可靠、稳定、持久的电源。现有的穿戴式供电方式主要包括锂电池、太阳能电池、压电发电器和温差发电器等。传统的锂电池续航时间有限，且废旧电池回收容易对环境造成污染；太阳能电池工作需要光照，在暗处或衣物等覆盖面下无法应用；压电发电器需要收集人体运动或振动的能量并转化为电能，但在人体静止状态下无法收集能量，不适用于行动不便或卧床病患的使用。温差发电器基于塞贝克效应，可以收集热量并转换为电能，由于人体与周围环境存在持续的热量交换，因此，温差发电器可以利用人体与环境存在的温度差进行发电，为穿戴式电子器件持续供能。

目前，穿戴式温差发电结构多集中在穿戴的区域，且大多采用刚性结构，存在发电功率密度低、不适合变化的曲面等问题。

发明内容

为了克服传统穿戴式设备采用表带等结构仅提供固定的功能，本发明的目的在于提供一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带及其制作方法，是在温差发电基础上，在柔性表带孔中嵌入多段热电模组，使表带了拥有供电功能，提高了表带结构本身的功能性；多段不同间距热电模组排布方式，可以针对手腕手臂轮廓线曲率半径的变化良好贴合，且表带结构极大的增加了热电器件的热电对对数，从而增加发电功率。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带：

所述柔性供电表带在长度方向上由中间至少一段密度大且等距排布热电模组的供电表带，其两侧至少各一段相同的密度小且等距排布热电模组的供电表带连接而成；密度大且等距排布热电模组的供电表带和密度小且等距排布热电模组的供电表带，从手腕穿戴面向外都具有依次为导热层，装有热电模组的柔性印刷电路板和多个散热层；柔性印刷电路板的上表面装有热电模组，热电模组中的每个热电对分别装在各自表带主体的长方形通孔中，每个热电对分别通过冷端铜导电片与各自的散热层连接，散热层均位于表带主体外。

所述柔性印刷电路板，沿该板长度方向的前部和后部上表面分别等距设有一排多个铜电极，头尾相接且等距排列的多个铜电极都与该板长度方向平行，该板中部上表面等距设有一排多个铜电极，该板中部上表面一排多个铜电极位于该板前部和后部上表面一排多个铜电极之间，中部上表面一排并列的多个铜电极与该板长度方向垂直；

柔性印刷电路板右侧开始的前部上表面的铜电极向柔性印刷电路板左侧前部上表面的铜电极上依次间隔设有P型和N型热电臂，与柔性印刷电路板前部上表面相邻的右侧开始的中部上表面的铜电极的一端向柔性印刷电路板左侧的中部上表面铜电极上依次间隔设有N型和P型热电臂；

柔性印刷电路板右侧开始的后部上表面的铜电极向柔性印刷电路板左侧后部上表面的铜电极上依次间隔设有N型和P型热电臂，与柔性印刷电路板后部上表面相邻的右侧开始的中部上表面的铜电极的另一端向柔性印刷电路板左侧的中部上表面铜电极上依次间隔设有P型和N型热电臂；

每个热电对均包含有一个P型热电臂和一个N型热电臂，P型和N型热电臂通过冷端铜导电片组成串联或串并联结构。