致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種控制方法，用以控制致冷片的運作，其中致冷片具有冷端及熱端，控制方法包含下列步驟：(a)于致冷片開始運作時，取得冷端的溫度及致冷片所在的環(huán)境溫度；(b)判斷環(huán)境溫度是否大于等于溫度設(shè)定值；(c)依據(jù)步驟(b)的判斷結(jié)果設(shè)定對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期的初始值；(d)判斷致冷片的冷端的溫度是否大于等于環(huán)境溫度；(e)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為是時，將責(zé)任周期增加預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d)；以及(f)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為否時，依據(jù)責(zé)任周期是否大于0%而對應(yīng)地將責(zé)任周期減少預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d)。本發(fā)明可以提升電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性及使用壽命。
【專利說明】致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制方法，尤其涉及一種致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步與人類對生活品質(zhì)的要求，各式電子產(chǎn)品的開發(fā)在技術(shù)上不斷地突破，藉此加強(qiáng)電子產(chǎn)品的功能以及處理速度，然而此也導(dǎo)致電子產(chǎn)品在運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱能增加，因此為了維持電子產(chǎn)品的正常運作及延長電子產(chǎn)品的使用壽命等，如何排除熱能便成為電子產(chǎn)品所需考慮的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]對于高瓦數(shù)的電子產(chǎn)品，例如投影儀、個人電腦等，對于內(nèi)部所具有的光學(xué)元件或電子元件等的散熱方式往往使用具有熱管的散熱鰭片(Heatsink with heat-pipes)或液態(tài)冷卻(Liquid cooling)的方式解熱，但兩者的散熱效率均有其限制，因此對于瓦數(shù)高而耐溫規(guī)格低的元件而言，上述的散熱方式并無法有效地使元件降溫，以符合耐溫規(guī)格的目標(biāo)。是以目前部分的電子產(chǎn)品趨向使用散熱效率及可靠性皆較佳的致冷片來進(jìn)行散熱。
[0004]致冷片為一 PN半導(dǎo)體元件，其在電流通過時，分別會形成一冷端以及一熱端，以通過冷端以及熱端之間所產(chǎn)生的溫度差來帶走熱能，其中冷端設(shè)置于需進(jìn)行散熱的元件處，以對元件進(jìn)行冷卻，熱端則相對于冷端而產(chǎn)生熱能。然而，在實際應(yīng)用上，當(dāng)致冷片的冷端對電子產(chǎn)品的內(nèi)部元件進(jìn)行冷卻時，致冷片的冷端可能產(chǎn)生低于周圍環(huán)境溫度的表面溫度，導(dǎo)致致冷片的冷端及電子產(chǎn)品的內(nèi)部元件上有結(jié)露的情況，進(jìn)而產(chǎn)生水氣，如此一來，對于電子產(chǎn)品的可靠性及使用壽命將會有很大的影響。
[0005]因此，如何發(fā)展一種可改善上述公知技術(shù)缺陷的致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊，實為相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員目前所迫切需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊，其中控制方法通過判斷致冷片的冷端的溫度是否大于等于環(huán)境溫度，以增加或減少對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期，以解決公知致冷片的冷端對電子產(chǎn)品的內(nèi)部元件進(jìn)行冷卻時，冷端可能產(chǎn)生低于周圍環(huán)境溫度的表面溫度，導(dǎo)致致冷片的冷端及電子產(chǎn)品的內(nèi)部元件上有結(jié)露的情況而產(chǎn)生水氣，進(jìn)而影響電子產(chǎn)品的可靠性及使用壽命的缺陷。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種控制方法，用以控制致冷片的運作，其中致冷片具有冷端及熱端，控制方法包含下列步驟:(a)于致冷片開始運作時，取得冷端的溫度及致冷片所在的環(huán)境溫度；(b)判斷環(huán)境溫度是否大于等于溫度設(shè)定值；(c)依據(jù)步驟(b)的判斷結(jié)果設(shè)定對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期的初始值；(d)判斷致冷片的冷端的溫度是否大于等于環(huán)境溫度；(e)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為是時，將責(zé)任周期增加預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d);以及(f)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為否時，依據(jù)責(zé)任周期是否大于0%而對應(yīng)地將責(zé)任周期減少預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟⑷。
[0008]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施態(tài)樣為提供一種散熱模塊，其包含:致冷片，包含冷端以及熱端；電源供應(yīng)電路，與致冷片電連接，并以責(zé)任周期運作，以提供相對應(yīng)的電能至致冷片而驅(qū)動致冷片動作；第一溫度檢測器，與致冷片的冷端相鄰設(shè)，用以檢測冷端的溫度；第二溫度檢測器，用以檢測致冷片所在的環(huán)境溫度；以及控制器，與第一溫度檢測器、第二溫度檢測器及電源供應(yīng)電路電連接，用以依據(jù)第一溫度檢測器以及第二溫度檢測器的檢測結(jié)果，判斷致冷片的冷端的溫度是否大于等于環(huán)境溫度，并依據(jù)判斷結(jié)果調(diào)整電源供應(yīng)電路的責(zé)任周期，以對應(yīng)調(diào)整電源供應(yīng)電路所輸出的電能大小。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊不僅可以提高致冷片的冷端的致冷效率，而且還可避免電子元件受到水氣的影響而損壞，是以可提升電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性及使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明較佳實施例的散熱模塊的電路方框示意圖。
[0011]圖2為圖1所示的散熱模塊的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1及圖2所示。
[0012]圖3為圖1所示的控制器控制致冷片的控制方法的流程步驟。
[0013]圖4為本發(fā)明另一較佳實施例的控制器控制致冷片的控制方法的流程步驟。
[0014]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0015]1:散熱模塊
[0016]10:第一溫度檢測器
[0017]11:第二溫度檢測器
[0018]13:控制器
[0019]14:致冷片
[0020]15:散熱鰭片
[0021]16:第三溫度檢測器
[0022]9:電子元件
[0023]SI?S8:控制器控制致冷片的控制方法的流程步驟
[0024]S40 ?S41:子步驟

【具體實施方式】
[0025]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非架構(gòu)于限制本發(fā)明。
[0026]請參閱圖1，其為本發(fā)明較佳實施例的散熱模塊的電路方框示意圖。如圖1所示，本實施例的散熱模塊I包含一第一溫度檢測器10、一第二溫度檢測器11、一電源供應(yīng)電路12、一控制器13以及一致冷片14。其中電源供應(yīng)電路12與致冷片14電連接，其以一責(zé)任周期運作，以提供相對應(yīng)的電能給致冷片14，以驅(qū)動致冷片14運作。致冷片14可由一 PN半導(dǎo)體元件所構(gòu)成，且具有一冷端140以及一熱端141 (如圖2所示)，冷端140及熱端141位于致冷片14相對兩側(cè)，當(dāng)致冷片14接收由電源供應(yīng)電路12所提供的電能而開始運作時，冷端140產(chǎn)生致冷效果，熱端141則相對冷端140而產(chǎn)生熱能。第一溫度檢測器10用以檢測致冷片14的冷端140的溫度。第二溫度檢測器11用以檢測致冷片14所在的環(huán)境溫度，也即為散熱模塊I所在的環(huán)境溫度。
[0027]控制器13與第一溫度檢測器10、第二溫度檢測器11以及電源供應(yīng)電路12電連接，控制器13依據(jù)第一溫度檢測器10以及第二溫度檢測器11的檢測結(jié)果，判斷致冷片14的冷端140的溫度是否大于等于環(huán)境溫度，并根據(jù)判斷結(jié)果控制電源供應(yīng)電路12的一責(zé)任周期，以調(diào)整由電源供應(yīng)電路12所輸出且與該責(zé)任周期有相對應(yīng)關(guān)系的電能大小。
[0028]請參閱圖2，并配合圖1，其中圖2為圖1所示的散熱模塊的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1及圖2所示，致冷片14的冷端140實際上與一電子元件9相鄰設(shè)，因此當(dāng)致冷片14運作時，致冷片14的冷端140可對電子元件9進(jìn)行冷卻。此外，第一溫度檢測器10可與致冷片14的冷端140相鄰設(shè)，當(dāng)然，第一溫度檢測器10還可直接設(shè)置于冷端140上，以準(zhǔn)確地獲得冷端140的溫度。
[0029]于其它實施例中，散熱模塊I還具有一散熱鰭片15,例如圖2所不,散熱鰭片15設(shè)置于致冷片14的熱端141上，用以導(dǎo)出于熱端141上的熱能。此外，又于一些實施例中，圖1所示的散熱模塊I還具有一第三溫度檢測器16，與致冷片14的熱端141相鄰設(shè)，例如設(shè)置于熱端141上，且與控制器13電連接，第三溫度檢測器16用以檢測熱端141的溫度，使控制器13可于熱端141的溫度超過一保護(hù)溫度值時，控制電源供應(yīng)電路12停止輸出電能至致冷片14，以保護(hù)散熱模塊1，其中該保護(hù)溫度值可依實際需求，例如散熱模塊所能承受的耐熱溫度等，來預(yù)先設(shè)定。
[0030]以下將進(jìn)一步說明圖1所示的控制器13控制致冷片14的控制方法的流程步驟，請參閱圖3，并配合圖1及圖2，其中圖3為圖1所示的控制器控制致冷片的控制方法的流程步驟。如圖3所示，首先，執(zhí)行步驟SI，散熱模塊I開始運作，也即致冷片14開始運作。接著，執(zhí)行步驟S2，即于致冷片14開始運作時，取得致冷片14的冷端140的溫度及致冷片14所在的環(huán)境溫度，其中致冷片14的冷端140的溫度由第一溫度檢測器10所檢測，致冷片14所在的環(huán)境溫度則由第二溫度檢測器11所檢測。接著，執(zhí)行步驟S3，控制器13依據(jù)第一溫度檢測器10以及第二溫度檢測器11的檢測結(jié)果判斷判斷環(huán)境溫度是否大于等于一溫度設(shè)定值，其中于步驟S3中，溫度設(shè)定值可為但不限于30°C。
[0031]接著，執(zhí)行步驟S4，即依據(jù)步驟S3的判斷結(jié)果設(shè)定對應(yīng)于致冷片14所接收的電能大小的電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值，其中于此步驟中，包含兩個子步驟S40及S41，以依據(jù)步驟S3的判斷結(jié)果來決定執(zhí)行子步驟S40或是子步驟S41，還進(jìn)一步說明，當(dāng)步驟S3中的判斷結(jié)果為是，即環(huán)境溫度大于等于30°C時，執(zhí)行子步驟S40，控制器13設(shè)定電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值為50%，并執(zhí)行步驟S5，而在子步驟S40中，因應(yīng)目前環(huán)境溫度相對較高，故控制器13設(shè)定電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值為50%，使電源供應(yīng)電路12在運作初期即輸出相對較大的電能至致冷片14，以加強(qiáng)致冷片14的冷端140的致冷效率，使致冷片14的冷端140于開始運作后，即可因應(yīng)環(huán)境溫度較高而快速地提供較高的致冷效率來對電子元件9進(jìn)行冷卻。
[0032]反之，當(dāng)步驟S3中的判斷結(jié)果為否時，則執(zhí)行子步驟S41，即控制器13設(shè)定電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值為0%，并執(zhí)行步驟S5，而在子步驟S41中，由于目前環(huán)境溫度相對較低，使得致冷片14的冷端140無須于開始運作后，立即提供較高的致冷效率來對電子元件9進(jìn)行冷卻，因此控制器13設(shè)定電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值為0%。
[0033]當(dāng)執(zhí)行完步驟S4后，即進(jìn)入步驟S5，控制器13判斷致冷片14的冷端140的溫度是否大于等于環(huán)境溫度。當(dāng)步驟S5判斷的結(jié)果為是時，則執(zhí)行步驟S6，即控制器13將電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期增加一預(yù)設(shè)比例值，例如1%，并再次執(zhí)行步驟S5。由上可知，當(dāng)致冷片14的冷端140的溫度大于等于環(huán)境溫度時，表示致冷片14的冷端140并不會發(fā)生結(jié)露情況，故可再增加電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期，使電源供應(yīng)電路12提高輸出電能，如此一來，可使冷端140的溫度下降而提高致冷效果，是以提高對電子元件9的散熱效果。
[0034]反之，當(dāng)步驟S5判斷的結(jié)果為否時，則執(zhí)行步驟S7，即控制器13判斷電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期是否為大于0%。當(dāng)步驟S7判斷的結(jié)果為是時，則再次執(zhí)行步驟S5。反之，當(dāng)步驟S7判斷的結(jié)果為否時，則執(zhí)行步驟S8，即控制器13將電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期減少一預(yù)設(shè)比例值，例如1%，并再次執(zhí)行步驟S5，而于步驟S8中，由于此時控制器13判斷出致冷片14的冷端140的溫度小于環(huán)境溫度，也即致冷片14的冷端140將發(fā)生結(jié)露的情況而產(chǎn)生水氣，因此控制器13減少電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期，使電源供應(yīng)電路12降低輸出電能，如此一來，可使冷端140的溫度升高，以避免致冷片14的冷端140發(fā)生結(jié)露的情況而產(chǎn)生水氣。
[0035]請參閱圖4，其為本發(fā)明另一較佳實施例的控制器控制致冷片的控制方法的流程步驟。如圖4所示，本實施例的控制方法的流程步驟與圖3所示的控制方法的流程步驟相似，故僅以相同標(biāo)號標(biāo)示而不再贅述。惟相較于圖3的步驟S4的子步驟S40，本實施例的步驟S4的子步驟S40’改為控制器13設(shè)定電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期的初始值經(jīng)過一延遲時間后達(dá)到50%，如此一來，可避免在環(huán)境溫度大于等于溫度設(shè)定值時，控制器13立即將電源供應(yīng)電路12的責(zé)任周期設(shè)定為50%，使電源供應(yīng)電路12立即提供相對較大的電能給致冷片14，導(dǎo)致致冷片14的冷端140可能于致冷片14接收電能時立刻低于環(huán)境溫度而產(chǎn)生結(jié)露的情況。
[0036]綜上所述，本發(fā)明提供一種致冷片的控制方法及其適用的散熱模塊，其中控制方法通過判斷致冷片的冷端的溫度是否大于等于環(huán)境溫度，以增加或減少對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期，如此一來，可于致冷片的冷端的溫度大于等于環(huán)境溫度時，增加對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期而提高致冷片的冷端的致冷效率，反之，可于致冷片的冷端的溫度小于環(huán)境溫度時，減少對應(yīng)于致冷片所接收的電能大小的責(zé)任周期，以避免致冷片的冷端產(chǎn)生結(jié)露的情況，如此一來，當(dāng)本發(fā)明的散熱模塊應(yīng)用于電子產(chǎn)品中而對內(nèi)部電子元件進(jìn)行散熱時，便可避免電子元件受到水氣的影響而損壞，是以可提升電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性及使用壽命。
[0037]本發(fā)明得由本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫所附權(quán)利要求范圍所欲保護(hù)者。
【權(quán)利要求】
1.一種控制方法，用以控制一致冷片的運作，其中該致冷片具有一冷端及一熱端，該控制方法包含下列步驟: (a)于該致冷片開始運作時，取得該冷端的溫度及該致冷片所在的一環(huán)境溫度； (b)判斷該環(huán)境溫度是否大于等于一溫度設(shè)定值； (C)依據(jù)步驟(b)的判斷結(jié)果設(shè)定對應(yīng)于該致冷片所接收的電能大小的一責(zé)任周期的初始值； (d)判斷該致冷片的該冷端的溫度是否大于等于該環(huán)境溫度； (e)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為是時，將該責(zé)任周期增加一預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d);以及 (f)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為否時，依據(jù)該責(zé)任周期是否大于0%而對應(yīng)地將該責(zé)任周期減少該預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(c)中，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，設(shè)定該責(zé)任周期的初始值為50%。
3.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(c)中，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，設(shè)定該責(zé)任周期的初始值經(jīng)過一延遲時間后達(dá)到50%。
4.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(c)中，當(dāng)判斷結(jié)果為否時，設(shè)定該責(zé)任周期的初始值為0%。
5.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(b)中，該溫度設(shè)定值為30°C。
6.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(f)中，當(dāng)該責(zé)任周期大于0%時，將該責(zé)任周期減少該預(yù)設(shè)比例值。
7.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中于步驟(f)中，當(dāng)該責(zé)任周期等于0%時，直接執(zhí)行步驟⑷。
8.一種散熱模塊，其包含: 一致冷片，包含一冷端以及一熱端； 一電源供應(yīng)電路，與該致冷片電連接，并以一責(zé)任周期運作，以提供相對應(yīng)的電能至該致冷片而驅(qū)動該致冷片動作； 一第一溫度檢測器，與該致冷片的該冷端相鄰設(shè)，用以檢測該冷端的溫度； 一第二溫度檢測器，用以檢測該致冷片所在的一環(huán)境溫度；以及 一控制器，與該第一溫度檢測器、該第二溫度檢測器及該電源供應(yīng)電路電連接，用以依據(jù)該第一溫度檢測器以及該第二溫度檢測器的檢測結(jié)果，判斷該致冷片的該冷端的溫度是否大于等于該環(huán)境溫度，并依據(jù)判斷結(jié)果調(diào)整該電源供應(yīng)電路的該責(zé)任周期，以對應(yīng)調(diào)整該電源供應(yīng)電路所輸出的電能大小。
9.如權(quán)利要求8所述的散熱模塊，其中該控制器具有一控制方法，包含下列步驟: (a)于該致冷片開始運作時，取得該冷端的溫度及該致冷片所在的一環(huán)境溫度； (b)判斷該環(huán)境溫度是否大于等于一溫度設(shè)定值； (C)依據(jù)步驟(b)的判斷結(jié)果設(shè)定對應(yīng)于該致冷片所接收的電能大小的一責(zé)任周期的初始值； (d)判斷該致冷片的該冷端的溫度是否大于等于該環(huán)境溫度； (e)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為是時，將該責(zé)任周期增加一預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d);以及 (e)當(dāng)步驟(d)的判斷的結(jié)果為否時，依據(jù)該責(zé)任周期是否大于0%而將該責(zé)任周期減少該預(yù)設(shè)比例值，并再次執(zhí)行步驟(d)。
10.如權(quán)利要求8所述的散熱模塊，其中該第一溫度檢測器設(shè)至于該冷端上。
11.如權(quán)利要求8所述的散熱模塊，其中該散熱模塊還具有一散熱鰭片，設(shè)置于該致冷片的該熱端上，用以導(dǎo)出該熱端上的熱能。
12.如權(quán)利要求8所述的散熱模塊，其中該散熱模塊還具有一第三溫度檢測器，鄰設(shè)于該致冷片的該熱端上，且與該控制器相連接，用以檢測該熱端上的溫度，使該控制器于該熱端超過一保護(hù)溫度值時，控制該電源供應(yīng)電路停止供電至該致冷片。
【文檔編號】H05K7/20GK104427828SQ201310397765
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】邱盟勝 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司