低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法，它包括冰箱主體，所述冰箱主體由外殼、內(nèi)膽、門、框架組成，還包括溫控組件、散熱組件、保溫層及半導(dǎo)體制冷片組成，所述溫控組件主要由調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器組成，溫控組件為半導(dǎo)制冷片提供4V～12V線性工作電壓，所述半導(dǎo)體制冷片的冷端與內(nèi)膽直接相連，半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述散熱組件的熱端接觸，所述保溫層由聚氨酯泡沫層和真空隔熱板組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用線性調(diào)壓方式對半導(dǎo)體制冷片進行驅(qū)動，提高了冰箱保溫性能，具備了開機自檢、溫度設(shè)定及顯示、故障報警及參數(shù)遙測等功能。
【專利說明】低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制冷存儲設(shè)備，尤其涉及一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)實生活中所見到的半導(dǎo)體冰箱主要作為車載冰箱，或者旅游冰箱、酒柜等，其控溫范圍一般在(TC?15°c，用來對飲料、食物等進行短時間的冷藏。半導(dǎo)體制冷冰箱主要由冰箱本體、制冷片、風(fēng)機及散熱裝置等部分構(gòu)成，其優(yōu)點是體積小、壽命長、無振動、抗沖擊、溫差可調(diào)、也可制熱、不使用制冷劑等，是一種真正綠色環(huán)保的制冷設(shè)備。但其缺點是制冷、散熱效率較低，保溫性能差，不適用于對制冷要求較高，特別是對保存溫度要求在零攝氏度以下的場合。
[0003]蘇州三星電子有限公司CN03277508.3號專利公開了一種半導(dǎo)體制冷冰箱，該發(fā)明主要是在冰箱主體設(shè)置有出水孔，該出水孔的出口處設(shè)置有接水盤，在接水盤上設(shè)置有加熱元件，加熱元件與加熱控制回路相連接，在需要蒸發(fā)冷凝水時接通加熱回路。合肥美的榮事達電冰箱有限公司CN20120305650.8號專利公開了半導(dǎo)體制冷冰箱驅(qū)動電路、溫度控制裝置及冰箱，該發(fā)明涉及半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路具有對輸入制冷片兩極電流的雙向控制功能，從而使該制冷片具有加熱和制冷功能。但上述兩項發(fā)明主要存在以下問題:
[0004](I)不具備上電自檢功能，如產(chǎn)品故障原因不能準確定位故障原因；
[0005](2)制冷效率、保溫性能不高，無法提供0°C以下低溫存儲環(huán)境，且制冷溫度不可調(diào)。
[0006](3)不能對冰箱內(nèi)主要電氣組件工作狀態(tài)進行監(jiān)控，如制冷片、風(fēng)機的工作電壓及電流等參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，提高了半導(dǎo)體冰箱制冷效率及保溫性能，具備上電自檢、關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測，腔內(nèi)溫度連續(xù)可調(diào)的低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，它包括冰箱主體，所述冰箱主體由外殼、內(nèi)膽、門、框架組成，還包括溫控組件、散熱組件、保溫層及半導(dǎo)體制冷片組成，所述溫控組件主要由調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器組成，調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器之間電連接，溫控組件為半導(dǎo)制冷片提供4V?12V線性工作電壓,所述半導(dǎo)體制冷片的冷端與內(nèi)膽直接相連,半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述散熱組件的熱端接觸，所述保溫層由聚氨酯泡沫層和真空隔熱板組成。
[0009]作為優(yōu)選，所述散熱組件由熱管、散熱翅片和風(fēng)機組成，所述風(fēng)機位于散熱組件的冷端，散熱翅片與熱管固定連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述保溫層位于外殼與內(nèi)膽之間。
[0011]作為優(yōu)選，所述真空隔熱板導(dǎo)熱系數(shù)為0.005 - 0.01ff/m.K。
[0012]作為優(yōu)選，在半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述散熱組件的熱端的接觸面涂抹導(dǎo)熱硅脂層。
[0013]一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱為其制冷片提供線性電壓的方法，所述半導(dǎo)體制冷片高效驅(qū)動線性電壓是采用DSP微處理器依據(jù)溫度控制算法實時解算出半導(dǎo)體制冷片所需工作電壓，并結(jié)合調(diào)壓DC/DC電源輸出特性解算出DC/DC電源所需二次控制輸入電壓，所述二次控制輸入電壓以數(shù)字方式通過驅(qū)動電路傳遞給DA輸出模塊，DA輸出模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后傳遞給可調(diào)壓DC/DC模塊的二次控制輸入，調(diào)壓DC/DC按預(yù)定電壓值輸出到半導(dǎo)體制冷片，從而實現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片高效驅(qū)動。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015](I)采用線性調(diào)壓方式對半導(dǎo)體制冷片進行驅(qū)動，比傳統(tǒng)控制方式效率高；
[0016](2)采用硬聚氨酯泡沫和真空隔熱板組合體保溫結(jié)構(gòu)，大大提高了冰箱保溫性倉泛;
[0017](3)以DSP為核心處理器的溫控組件，使得冰箱具備了開機自檢、溫度設(shè)定及顯示、故障報警及參數(shù)遙測等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明保溫層結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖3是本發(fā)明半導(dǎo)體制冷片線性調(diào)壓控制方式框圖
[0021]圖4是本發(fā)明制冷能力測試結(jié)果。
[0022]圖中:1.溫控組件；2.冰箱主體；3.半導(dǎo)體制冷片；4.保溫層；5.散熱組件；6.外殼；7.真空隔熱板；8.內(nèi)膽；9.聚氨酯泡沫。

【具體實施方式】
[0023]下面將對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]實施例:參見圖1、圖2、圖3，一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法，它包括冰箱主體2，所述冰箱主體2由外殼6、內(nèi)膽8、門、框架組成，還包括溫控組件1、散熱組件5、保溫層4及半導(dǎo)體制冷片3組成，所述半導(dǎo)體制冷片3的冷端與內(nèi)膽8直接相連，半導(dǎo)體制冷片3的熱端與所述散熱組件5的熱端接觸，所述散熱組件5由熱管、散熱翅片和風(fēng)機組成，散熱翅片與熱管固定連接，散熱組件5冷端裝有風(fēng)機進行強迫對流散熱，在半導(dǎo)體制冷片3的熱端與所述散熱組件5的熱端的接觸面涂抹導(dǎo)熱硅脂層，所述保溫層4由聚氨酯泡沫9層和真空隔熱板7組成，所述保溫層4位于外殼6與內(nèi)膽8之間，所述真空隔熱板7導(dǎo)熱系數(shù)為0.005 - 0.01ff/m.K，作為優(yōu)選本實施例真空隔熱板7的導(dǎo)熱系數(shù) 0.008ff/m.K。
[0025]所述保溫層4由聚氨酯泡沫9層和真空隔熱板7組成，所述保溫層4改變了僅用泡沫進行隔熱的傳統(tǒng)保溫形式，選用聚氨酯泡沫9和真空隔熱板7組合，先將真空隔熱板7以粘接方式固定在冰箱的結(jié)構(gòu)體內(nèi)，后采用加壓發(fā)泡方式，使泡沫與真空隔熱板7固化后形成一體，該保溫方式大大提高了冰箱的保溫性能。
[0026]所述溫控組件I主要由調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器組成，調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器之間電連接。
[0027]溫控組件I為半導(dǎo)制冷片提供4V?12V線性工作電壓。所述溫控組件I通過溫度傳感器獲取內(nèi)腔溫度，計算實測溫度與設(shè)定溫度差值，根據(jù)自學(xué)習(xí)型人工智能模糊控制技術(shù)算法解算出半導(dǎo)體制冷片3工作所需的控制參數(shù)，所述控溫算法是將專家系統(tǒng)、人工智能應(yīng)用于溫度控制，基于溫度偏差量比較每個控制周期前后溫度變化特性并給出相應(yīng)控制量，采用DSP處理器依據(jù)溫度控制算法實時解算出半導(dǎo)體制冷片3所需工作電壓，并結(jié)合調(diào)壓DC/DC電源輸出特性解算出DC/DC電源所需二次控制輸入電壓，所述調(diào)壓DC/DC電源可通過二次控制端輸入0.4V?1.2V控制信號，該調(diào)壓DC/DC電源即可輸出4.0V?12.0V制冷平所需供電電壓，所述二次控制輸入電壓以數(shù)字方式通過驅(qū)動電路傳遞給DA輸出模塊，DA輸出模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后傳遞給可調(diào)壓DC/DC模塊的二次控制輸入，調(diào)壓DC/DC按預(yù)定電壓值輸出到半導(dǎo)體制冷片3，使得半導(dǎo)體制冷片3處于高效的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)-20°C?4°C連續(xù)可調(diào)的控溫。明制冷能力測試結(jié)果如圖4所示。
[0028]所述溫控組件I在上電后先進行DSP微處理器自檢、溫度傳感器工作狀態(tài)檢測、風(fēng)機和半導(dǎo)體制冷片3功能性檢測，并通過前面板OLED顯示屏顯示檢測結(jié)果，所述溫控組件
I可以監(jiān)測風(fēng)機工作電壓及電流、半導(dǎo)體制冷片3工作電壓及電流、腔內(nèi)及散熱器熱端的溫度等主要參數(shù)。通過溫控組件I使冰箱腔內(nèi)制冷溫度連續(xù)可調(diào)，上電后可將自檢信息、溫度信息及故障報警信息并通過OLED顯示，對主要電氣組件工作狀態(tài)可監(jiān)測。溫控組件I實現(xiàn)有冰箱開機自檢、溫度設(shè)定及顯示、故障報警、半導(dǎo)體制冷片3高效驅(qū)動和關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測等功能。本發(fā)明未公開技術(shù)屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
[0029]發(fā)明所提供的低溫半導(dǎo)體制冷冰箱及為其制冷片提供線性電壓的方法進行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，對本發(fā)明的變更和改進將是可能的，而不會超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，它包括冰箱主體，所述冰箱主體由外殼、內(nèi)膽、門、框架組成，其特征在于:還包括溫控組件、散熱組件、保溫層及半導(dǎo)體制冷片組成，所述溫控組件主要由調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器組成，調(diào)壓DC/DC電源、遙測工作狀態(tài)監(jiān)測單元、顯示與輸入控制單元、信號采集及DSP微處理器之間電連接，溫控組件為半導(dǎo)制冷片提供4V?12V線性工作電壓，所述半導(dǎo)體制冷片的冷端與內(nèi)膽直接相連，半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述散熱組件的熱端接觸，所述保溫層由聚氨酯泡沫層和真空隔熱板組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于:所述散熱組件由熱管、散熱翅片和風(fēng)機組成，所述風(fēng)機位于散熱組件的冷端，散熱翅片與熱管固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于:所述保溫層位于外殼與內(nèi)膽之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于:所述真空隔熱板導(dǎo)熱系數(shù)為為 0.005 — 0.01ff/m.K。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于:在半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述散熱組件的熱端的接觸面涂抹導(dǎo)熱硅脂層。
6.一種低溫半導(dǎo)體制冷冰箱為其制冷片提供線性電壓的方法，其特征在于:所述半導(dǎo)體制冷片高效驅(qū)動線性電壓是采用DSP微處理器依據(jù)溫度控制算法實時解算出半導(dǎo)體制冷片所需工作電壓，并結(jié)合調(diào)壓DC/DC電源輸出特性解算出DC/DC電源所需二次控制輸入電壓，所述二次控制輸入電壓以數(shù)字方式通過驅(qū)動電路傳遞給DA輸出模塊，DA輸出模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后傳遞給可調(diào)壓DC/DC模塊的二次控制輸入，調(diào)壓DC/DC按預(yù)定電壓值輸出到半導(dǎo)體制冷片，從而實現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片高效驅(qū)動。
【文檔編號】F25D29/00GK104180576SQ201410444396
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】張華 , 胡彥亮, 時平, 朱志紅, 陳粵海, 馬良, 蔣琳, 崔允紅 申請人:四川航天系統(tǒng)工程研究所