專利名稱：一種熱電制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱電制冷技術領域，尤其涉及一種熱電制冷系統(tǒng)。
背景技術：
熱電致冷芯片(ThermoelectricCooling Module，即 TEC 制冷片)也叫半導體致冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料(碲化鉍)，這個半導體元件在電路上是用串聯(lián)形式連結組成。接通直流電源后，電子由負極出發(fā)，經(jīng)過P型半導體，在此吸收熱量，到了 N型半導體，又將熱量放出，每經(jīng)過一個NP模組，就有熱量由一邊被送到另外一邊，造成溫差，從而形成冷熱端。另外，改變電流強度時還可調整致冷功率。熱電致冷芯片體積小并具有相對高的致冷量，特別適用于有限空間的致冷，它無需維護、無噪音、無方向的限制，并且由于不使用制冷劑，因此無環(huán)保公害且壽命長。熱電致冷芯片的特性是制冷芯片兩面的溫差越大傳遞熱量越快，即制冷效率越高，如果兩面的溫差很小，即使加入制冷芯片內足夠的電流，制冷芯片熱傳遞的效率也很低。此外，因制冷芯片本身滿功率遠遠大于發(fā)熱體功率，制冷芯片本身滿功率的熱量要散發(fā)出去，這樣導致實際制冷效率就更加低。目前，采用熱電致冷芯片的制冷器中，實現(xiàn)溫度控制的方式主要有三種一、根據(jù)溫度信號，直接給制冷芯片加一個固定電壓；二、在一定范圍內，自動調節(jié)制冷芯片的制冷電流；三、自動控制調節(jié)加在制冷芯片兩端電壓的頻率，實現(xiàn)溫度自動控制。而上述制冷器中溫度控制的缺陷是均未針對制冷芯片的特性實現(xiàn)溫度的最佳控制。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有制冷器中未針對熱電制冷芯片的特性實現(xiàn)溫度的最佳控制的不足，本實用新型的目的是提供一種根據(jù)制冷芯片的特性實現(xiàn)溫度控制的熱電制冷系統(tǒng)。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是它包括風機、發(fā)熱體、散熱器和位于所述發(fā)熱體和所述散熱器之間的制冷芯片，所述風機與所述散熱器相對設置，它還包括與所述發(fā)熱體相連接的發(fā)熱體供電電源，與所述制冷芯片相連接的制冷芯片供電電源， 所述制冷芯片和所述制冷芯片供電電源均與單片機控制電路信號連接。進一步地，它還包括一個溫度感應器，所述溫度感應器分別與所述發(fā)熱體和所述制冷芯片信號連接，且所述溫度感應器與所述單片機控制電路信號連接。本專利的效果在于本實用新型中單片機控制電路根據(jù)發(fā)熱體和制冷芯片的溫度差值曲線限定制冷芯片的最大電流，從而使得發(fā)熱體和制冷芯片產(chǎn)生的熱量能傳導輻射出去，進而達到能量平衡。在風機風速、發(fā)熱體、散熱器和環(huán)境溫度達到能量平衡的條件下，本實用新型的制冷系統(tǒng)即使在短時間內發(fā)熱體熱量大的情況下，也不會出現(xiàn)發(fā)熱體溫度值過高而產(chǎn)生報警，從而實現(xiàn)利用制冷芯片制冷的最佳控制方式。


[0011]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明；圖1為本實用新型中制冷芯片、發(fā)熱體與散熱器的位置關系示意圖；圖2為本實用新型的制冷系統(tǒng)的框架示意圖一；圖3為本實用新型的制冷系統(tǒng)的框架示意圖二 ；圖4為制冷芯片的溫度差值和限制電流值關系曲線圖(橫坐標表示溫度差值，縱坐標表示限制電流)；圖中標號說明1-發(fā)熱體2-制冷芯片 3-散熱器4-風機5-市電輸入端 6-發(fā)熱體供電電源 7-制冷芯片供電電源8-溫度感應器 9-單片機控制電路
具體實施方式
結合圖1至圖4說明本實用新型的一種熱電制冷系統(tǒng)，發(fā)熱體1(本實施例中指激光器)設置在制冷芯片2制冷面的一側，散熱器3設置在制冷芯片2的另一側，三者均緊密接觸，制冷芯片2與發(fā)熱體1和散熱器3的接觸面均涂有導熱材料。發(fā)熱體1連續(xù)發(fā)熱功率最大為45W，制冷芯片2的注入制冷需要最大功率為180W，發(fā)熱體1平均發(fā)熱量小于散熱器3的散熱量，環(huán)境溫度為25°C，間斷性產(chǎn)生熱量峰值不大于平均值的2倍。根據(jù)發(fā)熱體1 的總體平均功率，選擇大于制冷量的制冷芯片2，如發(fā)熱量的功率60W，制冷芯片2散熱功率最好為100W以上，根據(jù)實際應用大小尺寸選擇合適制冷芯片2，再根據(jù)制冷芯片2需要的最大電流和電壓值，選擇大于輸出電流和電壓值的電流控制型開關電源，制冷芯片2可由多片串聯(lián)或并聯(lián)。當環(huán)境溫度和風機4轉速均一定時，市電輸入端5接入發(fā)熱體供電電源6和制冷芯片供電電源7，發(fā)熱體1的熱量通過制冷芯片2，快速傳導到散熱器3上，風機4把散熱器 3的熱量散發(fā)到空氣中。同時，發(fā)熱體1和散熱器3的溫度信號均經(jīng)由溫度感應器8傳給單片機控制電路9，單片機得到T2-T1的溫度差值(Tl為發(fā)熱體1的溫度值，T2為散熱器3的溫度值)，單片機控制電路9根據(jù)T2-T1溫度差值曲線通過制冷芯片供電電源7限定制冷芯片2的最大電流(溫度差值和限制電流值關系曲線如圖4)，從而導致發(fā)熱體1和制冷芯片2 產(chǎn)生的熱量能傳導輻射達到能量平衡，不會產(chǎn)生惡性循環(huán)。當散熱器3、環(huán)境溫度和風機4 風速一定的條件下，如果制冷芯片2電流加到最大，產(chǎn)生熱量加大，散熱器3需要散發(fā)出去的熱量也大，此時，適當調節(jié)制冷芯片2的電流就能更好更快地把發(fā)熱體1的熱量帶走，故采用本實用新型的制冷系統(tǒng)可以得到良好的溫度控制。本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了使本領域技術人員能夠更好的理解本專利內容，不應理解為是對本專利保護范圍的限制，只要是根據(jù)本專利所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護范圍。
權利要求1. 一種熱電制冷系統(tǒng)，包括風機、發(fā)熱體、散熱器和位于所述發(fā)熱體和所述散熱器之間的制冷芯片，所述風機與所述散熱器相對設置，其特征在于它還包括與所述發(fā)熱體相連接的發(fā)熱體供電電源，與所述制冷芯片相連接的制冷芯片供電電源，所述制冷芯片和所述制冷芯片供電電源均與單片機控制電路信號連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱電制冷系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個溫度感應器，所述溫度感應器分別與所述發(fā)熱體和所述制冷芯片信號連接，且所述溫度感應器與所述單片機控制電路信號連接。
專利摘要本專利公開了一種熱電制冷系統(tǒng)，屬于熱電制冷技術領域。針對現(xiàn)有制冷器中未針對熱電制冷芯片的特性實現(xiàn)溫度的最佳控制的問題。它包括風機、發(fā)熱體、散熱器和位于發(fā)熱體和散熱器之間的制冷芯片，風機與散熱器相對設置，它還包括與發(fā)熱體相連接的發(fā)熱體供電電源，與制冷芯片相連接的制冷芯片供電電源，制冷芯片和制冷芯片供電電源均與單片機控制電路信號連接。它還包括一個溫度感應器，溫度感應器分別與發(fā)熱體和制冷芯片信號連接，且溫度感應器與單片機控制電路信號連接。本實用新型適用于航天工業(yè)，醫(yī)學生物化驗，軍事民生工業(yè)等領域，可用于制作便攜冷藏/保溫箱、冷熱飲水機等，也用于電子器件的散熱。
文檔編號H01S3/04GK201985430SQ20112006920
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2011年3月16日
發(fā)明者包令濤, 姜建國, 尹勇華 申請人:上海鐳?？滇t(yī)療設備有限公司