專(zhuān)利名稱(chēng)：一種控制電解電容溫度的方法及使用該方法可控溫的電解電容的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制溫度的方法，特別是涉及一種控制電解電容溫度的方法。本發(fā)明還涉及使用該方法實(shí)現(xiàn)的可控溫的電解電容。
背景技術(shù)：
電解電容是電子工程中極為重要的基礎(chǔ)電子元件之一，在電路中常用它來(lái)完成濾波、耦合、旁路等功能。在開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，電解電容更是儲(chǔ)能、平滑濾波等應(yīng)用的首選。在電子設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，不可避免地要挑選合適的電容。就IOOyF以上的中、大容量產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，因?yàn)殡娊怆娙輧r(jià)格便宜，所以迄今使用最為廣泛。在正常工作狀態(tài)下，電解電容的壽命與其溫度直接相關(guān)。以最常用的鋁電解電容為例，根據(jù)阿列紐斯(Arrhenius) 方程
Tmax-Th~^~ Lop=LoM 2其中Lop為電容工作壽命Lo為電容在最大溫度時(shí)的壽命Tmax為電容的最大工作溫度Th為電容實(shí)際工作時(shí)候的溫度可以得知鋁電解電容工作溫度每下降10°C，其壽命增加一倍，反過(guò)來(lái)即電容溫度每升高10°c，電容壽命減小一倍。如在105°c時(shí)額定工作時(shí)間為2000小時(shí)的電解電容， 在65°C時(shí)其使用壽命達(dá)32000小時(shí)，在45°C時(shí)則為1 ，000小時(shí)。但是在功率電子產(chǎn)品中， 電解電容所處的工作溫度都比較高。其壽命比較短，而這一點(diǎn)使得它往往成為整個(gè)電子設(shè)備壽命問(wèn)題的薄弱環(huán)節(jié)。目前只有解決低溫環(huán)境下電解電容的性能問(wèn)題的技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)朇N03278416. 3和申請(qǐng)?zhí)朇N200920237762. 8)，但是一直沒(méi)有高溫解決電解電容的性能問(wèn)題的方法。同時(shí)在LED(light emitting diode即發(fā)光二極管)應(yīng)用領(lǐng)域，由于其本身電學(xué)性質(zhì)，使得市電工作下的LED驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)部普遍都使用電解電容。由于在局部空間內(nèi)，基于電源和LED本身產(chǎn)生的熱量的累積，從而使整個(gè)電源都處在一個(gè)比較高的溫度下，而這種溫度下一般電解電容器的壽命往往只有幾千小時(shí)，從而導(dǎo)致電源的壽命主要取決于電解電容的壽命，這與LED芯片本身超長(zhǎng)的壽命(可達(dá)100000 小時(shí))差距非常大，不匹配的結(jié)果導(dǎo)致巨大浪費(fèi)，增加了成本，限制了推廣應(yīng)用。這種情況在LED路燈領(lǐng)域更加突出。由于路燈的工作環(huán)境使得其工作溫度范圍非常大，尤其是高低溫天氣，在高溫下，電解電容的壽命大幅度縮短，在低溫下電解電容的性能大幅度下降，大大減小了整體燈具的使用壽命，制約了 LED路燈的大范圍推廣
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種可以在高溫下控制電解電容溫度、延長(zhǎng)電解電容的使用壽命、使得整體的使用電解電容的路燈等領(lǐng)域的產(chǎn)品成本降低的方法。本發(fā)明的一種控制電解電容溫度的方法，在電解電容的外部設(shè)置熱電制冷器、溫度傳感器和隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換的隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與控制主板電連接，溫度傳感器檢測(cè)電解電容的溫度并將該溫度信號(hào)傳送至控制主板， 控制主板根據(jù)電解電容的溫度調(diào)節(jié)通過(guò)熱電制冷器的電流的方向和電流流量，使得熱電制冷器對(duì)電解電容加熱或制冷，調(diào)節(jié)電解電容的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)。本發(fā)明的一種控制電解電容溫度的方法，由于其在電解電容的外部設(shè)置熱電制冷器、溫度傳感器和隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換的隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與控制主板電連接，溫度傳感器檢測(cè)電解電容的溫度并將該溫度信號(hào)傳送至控制主板，控制主板根據(jù)電解電容的溫度調(diào)節(jié)通過(guò)熱電制冷器的電流方向和電流流量，使得熱電制冷器對(duì)電解電容加熱或制冷，調(diào)節(jié)電解電容的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言由于熱電制冷器能夠在電解電容溫度超過(guò)預(yù)定范圍之后啟動(dòng)加熱或者制冷，調(diào)節(jié)熱電制冷器的溫度到預(yù)定的范圍內(nèi)，這樣，由于電解電容的工作溫度始終處于一個(gè)合適的范圍。從而保證了其工作壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了使用該電解電容的各類(lèi)產(chǎn)品的壽命，降低了整體成本。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種可控溫的電解電容，使用該電解電容，可使整體的使用電解電容的路燈等領(lǐng)域的產(chǎn)品成本降低。本發(fā)明的可控溫的電解電容，其外部設(shè)置熱電制冷器、溫度傳感器和隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換的隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與所述控制主板電連接，溫度傳感器探測(cè)端與電解電容外壁接觸。本發(fā)明的可控溫的電解電容，還可以是所述電解電容的外部設(shè)置的隔熱層由隔熱材料制成。
所述熱電制冷器外部設(shè)置有散熱器。所述散熱器由金屬或者是陶瓷材料制成。本發(fā)明的可控溫度的電解電容能夠有效保證電解電容的工作溫度，從而延長(zhǎng)了電解電容的壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了使用該電解電容的各類(lèi)產(chǎn)品的壽命，降低了整體成本。


圖1本發(fā)明一種控制電解電容溫度的方法的原理圖。圖2本發(fā)明一種控制電解電容溫度的方法中熱電制冷器的驅(qū)動(dòng)電路。圖3本發(fā)明一種可控制溫的電解電容具體實(shí)施例示意圖。圖號(hào)說(shuō)明1…電解電容 2…熱電制冷器 3…溫度傳感器4…隔熱層 5…散熱片6…控制主板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖的圖1至圖3對(duì)本發(fā)明的一種控制電解電容溫度的方法以及使用該方法可控溫的電解電容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一種控制電解電容溫度的方法，請(qǐng)參考圖1至圖3，在電解電容1的外部設(shè)置熱電制冷器2、溫度傳感器3和隔熱層4，隔熱層4的作用是隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換，所述溫度傳感器3與所述熱電制冷器2均與控制主板6電連接，溫度傳感器3檢測(cè)電解電容1的溫度并將該溫度信號(hào)傳送至控制主板6，控制主板6根據(jù)電解電容1的溫度調(diào)節(jié)通過(guò)熱電制冷器2的電流方向和電流大小，使得熱電制冷器2對(duì)電解電容1加熱或制冷，調(diào)節(jié)電解電容1的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)。熱電制冷器2 (Thermoelectric cooler, 簡(jiǎn)稱(chēng)TEC)的原理主要基于Peltier效應(yīng)——當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時(shí)，結(jié)點(diǎn)上將產(chǎn)生吸熱或放熱現(xiàn)象。當(dāng)熱電制冷器2通過(guò)電流時(shí)，在兩端會(huì)產(chǎn)生溫度差。其優(yōu)點(diǎn)有尺寸小，重量輕，能夠輕到幾克；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅由熱電堆和導(dǎo)線組成，全靜態(tài)工作， 無(wú)噪聲，無(wú)磨損，壽命長(zhǎng)，可靠性高；致冷溫度的變化方向和變化速度可以通過(guò)工作電流靈活控制，既能制冷，又能加熱，操作具有可逆性。隔熱層4的作用是隔絕電解電容與外界環(huán)境的熱交換，使得電解電容1的溫度不受外界環(huán)境的影響。其使用的材料可以是目前通用的隔熱材料。由于設(shè)置了熱電制冷器2，溫度傳感器3的作用是檢測(cè)電解電容1的溫度并傳導(dǎo)至控制主板6，控制主板6上已設(shè)置好預(yù)定的溫度范圍。如果電解電容1的溫度超出預(yù)定的范圍，即一旦電解電容1的溫度大于預(yù)定的范圍的最大值，那么控制主板6直接啟動(dòng)熱電制冷器2進(jìn)行制冷開(kāi)始冷卻電解電容1，在冷卻過(guò)程中，溫度傳感器3檢測(cè)電解電容溫度并傳送給控制主板6，當(dāng)電解電容1的溫度恢復(fù)到預(yù)定設(shè)置的正常溫度范圍之內(nèi)，溫度傳感器3檢測(cè)后傳送給控制主板6，控制主板6關(guān)閉熱電制冷器2。而一旦電解電容1的溫度小于預(yù)定的范圍的最小值，那么控制主板6直接啟動(dòng)熱電制冷器2進(jìn)行加熱開(kāi)始給電解電容 1供熱，當(dāng)電解電容1的溫度恢復(fù)到預(yù)定設(shè)置的正常溫度范圍之內(nèi)，溫度傳感器3檢測(cè)后將該數(shù)值傳送給控制主板6，控制主板6關(guān)閉熱電制冷器2。這樣，由于電解電容1的工作溫度始終處于一個(gè)合適的范圍內(nèi)，從而延長(zhǎng)了其壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了使用該電解電容1的各類(lèi)產(chǎn)品的壽命，降低了成本。具體熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路圖請(qǐng)參考圖2，當(dāng)設(shè)置DRVA_P為低電平、DRVA_N為高電平，DRVB_P為高電平、DRVB_N為低電平時(shí)，電流從左至右流過(guò)TEC ；當(dāng)設(shè)置DRVA_P為高電平、DRVA_N為低電平，DRVB_P為低電平、DRVB_N為高電平時(shí)，電流從右至左流過(guò)TEC?？梢酝ㄟ^(guò)單片機(jī)或?qū)Ｓ霉δ苄酒刂芓EC的電流方向和工作時(shí)間實(shí)現(xiàn)溫度控制。 其中Rs用來(lái)監(jiān)測(cè)流經(jīng)TEC的電流，起保護(hù)作用。而且由于正常工作狀態(tài)下電解電容的發(fā)熱量比較小，正好可以采用熱電制冷器將電解電容的溫度控制一個(gè)合適的范圍，延長(zhǎng)其電解電容的使用壽命，使產(chǎn)品成本進(jìn)一步降低。本發(fā)明的使用上述方法實(shí)現(xiàn)的可控溫的電解電容，請(qǐng)參考圖1至圖3，電解電容1 的外部設(shè)置熱電制冷器2、溫度傳感器3和隔絕電解電容與外界環(huán)境的隔熱層4，所述溫度傳感器3與所述熱電制冷器2均與所述控制主板6電連接，溫度傳感器3探測(cè)端與電解電容1外壁接觸。由于設(shè)置了熱電制冷器2，溫度傳感器3的作用是檢測(cè)電解電容1的溫度并傳導(dǎo)至控制主板6，控制主板6上設(shè)有功能芯片，芯片內(nèi)部或外部存儲(chǔ)預(yù)定設(shè)置的溫度范圍，如果電解電容1的溫度一旦超出預(yù)定的范圍，即一旦電解電容1的溫度大于預(yù)定的范圍的最大值，那么控制主板6直接啟動(dòng)熱電制冷器2進(jìn)行制冷開(kāi)始冷卻電解電容1，在冷卻過(guò)程中，溫度傳感器3檢測(cè)電解電容溫度并傳送給控制主板6，當(dāng)電解電容1的溫度恢復(fù)到預(yù)定設(shè)置的正常溫度范圍之內(nèi)，溫度傳感器3檢測(cè)后傳導(dǎo)給控制主板6，控制主板6關(guān)閉熱電制冷器2。而一旦電解電容1的溫度小于預(yù)定的范圍的最小值，那么控制主板6直接啟動(dòng)熱電制冷器2進(jìn)行加熱開(kāi)始給電解電容1供熱，在加熱過(guò)程中，溫度傳感器3檢測(cè)電解電容溫度并傳送給控制主板6，當(dāng)電解電容1的溫度恢復(fù)到預(yù)定設(shè)置的正常溫度范圍之內(nèi)，溫度傳感器3檢測(cè)后將該數(shù)值傳導(dǎo)給控制主板6，控制主板6關(guān)閉熱電制冷器2。這樣，由于電解電容1的工作溫度不會(huì)過(guò)于高或過(guò)于低，有效保證電解電容1的工作溫度，進(jìn)而延長(zhǎng)電解電容1的壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了使用該電解電容1的各類(lèi)產(chǎn)品的壽命，提高利用率，降低成本。隔熱層4由隔熱材料組成，隔熱材料可以是目前通用的隔熱材料，隔熱材料最好是絕緣材料。 隔熱層4的作用是隔絕熱量和冷空氣，使得電解電容1的溫度變化小于外界溫度的變化。本發(fā)明的一種可控溫的電解電容，請(qǐng)參考圖1至圖3，所述隔熱層4由隔熱材料制成的。另外，所述熱電制冷器2外部設(shè)置有散熱器。散熱器的作用是保證熱電制冷器2不過(guò)過(guò)熱，及時(shí)將熱電制冷器2與外界接觸處的熱量盡快散出。進(jìn)一步優(yōu)選的方案為所述散熱器為設(shè)置在所述熱電制冷器2外部的至少兩片散熱片5構(gòu)成。當(dāng)然可以是多個(gè)散熱片5， 散熱片5的數(shù)目越多，散熱效果越好，但是由于受到電解電容1尺寸的限制，散熱片5的數(shù)目過(guò)多也會(huì)影響成本。散熱器優(yōu)選采用金屬或陶瓷材料制成。上述僅對(duì)本發(fā)明中的幾種具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但并不能作為本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明中的設(shè)計(jì)精神所作出的等效變化或修飾或等比例放大或縮小等，均應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制電解電容溫度的方法，其特征在于在電解電容的外部設(shè)置熱電制冷器、 溫度傳感器和隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換的隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與控制主板電連接，溫度傳感器檢測(cè)電解電容的溫度并將該溫度信號(hào)傳送至控制主板，控制主板根據(jù)電解電容的溫度調(diào)節(jié)通過(guò)熱電制冷器的電流方向和電流流量，使得熱電制冷器對(duì)電解電容加熱或制冷，調(diào)節(jié)電解電容的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)。
2.使用權(quán)利要求1所述的控制電解電容溫度的方法可控溫的電解電容，其特征在于 電解電容的外部設(shè)置熱電制冷器、溫度傳感器和隔絕電解電容與外界環(huán)境熱交換的隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與所述控制主板電連接，溫度傳感器探測(cè)端與電解電容外壁接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控溫的電解電容，其特征在于所述電解電容的外部設(shè)置的隔熱層由隔熱材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可控溫的電解電容，其特征在于所述熱電制冷器外部設(shè)置散熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可控溫度的電解電容，其特征在于所述散熱器由金屬或者是陶瓷材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種控制電解電容溫度的方法及使用該方法實(shí)現(xiàn)的可控溫的電解電容，其中控制電解電容溫度的方法為在電解電容的外部設(shè)置熱電制冷器、溫度傳感器和隔熱層，所述溫度傳感器與所述熱電制冷器均與控制主板電連接，溫度傳感器檢測(cè)電解電容的溫度并將該溫度信號(hào)傳送至控制主板，控制主板根據(jù)電解電容的溫度調(diào)節(jié)通過(guò)熱電制冷器的電流方向和電流流量，使得熱電制冷器對(duì)電解電容加熱或制冷，調(diào)節(jié)電解電容的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)。本發(fā)明的控制電解電容溫度的方法能在高溫下控制電解電容溫度、延長(zhǎng)電解電容的使用壽命，使得使用電解電容的路燈等領(lǐng)域的產(chǎn)品整體成本降低。
文檔編號(hào)H01G9/004GK102176377SQ20111003357
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者李純廉 申請(qǐng)人:李純廉