新型半导体制冷器温控装置的制作方法

1.本实用新型涉及温控设备技术领域，特别是一种新型半导体制冷器温控装置。


背景技术：

2.半导体制冷器由于体积小、制冷效率高，相对节能等优点使用较为广泛，广泛用于制冷面积较小的区域等，其结构一般包括半导体制冷片和轴流风扇等，其中一个轴流风扇将半导体制冷片冷端的冷气抽入到需要散热的部件热端(也有的直接半导体制冷片冷端紧贴需要散热的部件热端)，为相关部件散热，另一个轴流风扇将半导体制冷片工作产生的热量向外排出，保证了设备稳定工作。
3.随着工业技术的进步，半导体制冷器的技术也得到了一定发展，比如我国专利号“201220581971.6”、专利名称“半导体制冷装置”的授权专利，其内容记载到“半导体制冷装置通过第二配合结构与第一配合结构相互卡扣方式可方便、快捷地将半导体制冷模组与箱体组装在一起，减少了螺丝的使用，有助于提高生产效率，同时也方便维修”。上述可见，虽然对比专利方便了组装、维护等，但是由于结构所限和现有本领域其他半导体制冷设备一样，或多或少还存在一些具体的技术问题，具体体现如下。其一：自身不具有自动温度调节功能，虽然通过外配的温控开关可以实现相应区域的温度控制，但是温控开关控制模式在供电电压因各种原因出现波动时(现有技术均是通过直流12v电源供电，电压无缓冲)，特别电压降低后会造成温度调节失效(需冷却设备温度会升高)。其二：不具有温度异常报警功能，当自身故障等原因造成温度过高等时，无法及时提示使用者进行维修，会造成相关冷却区域温度升高，进而存在相关区域部件热量无法散发损坏的几率。基于上述，现有的半导体制冷器还存在很大的技术改进余地，提供一种能在自动调节输出电压，保证输出冷量稳定，且在制冷异常时能及时报警提示使用者维护的半导体制冷器显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有半导体制冷器没有一种合适的温控设备，存在如背景所述弊端，本实用新型提供了一种协同半导体制冷机构使用，在相关机构及电路共同作用下，具有电压输出余量、防止采用恒定12v直流电源工作模式，在电压异常过低时无法保证制冷效果，能实时监测半导体制冷器的冷气口温度，并自动调节输出电压保证半导体制冷器的制冷效率恒定，且在半导体制冷器故障等导致温度异常时，能及时报警提示使用者进行维护，减少了故障扩大化基础上，还尽量保证了制冷区域相关设备不会因温度过高而损坏的新型半导体制冷器温控装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.新型半导体制冷器温控装置，包括电源模块、热敏电阻，其特征在于，还具有温度调节电路和报警电路；所述热敏电阻安装在需要冷却的器件发热面外侧端；所述电源模块、温度调节电路和报警电路安装元件盒内；所述电源模块的电源输出端和温度调节电路的电源输入端电性连接，温度调节电路的信号输出端和报警电路的信号输入端电性连接；所述
热敏电阻两个接线端和温度调节电路的两个信号输入端分别电性连接，温度调节电路的信号输出端和半导体制冷器、报警电路的电源输入端电性连接。
7.进一步地，所述热敏电阻是负温度系数热敏电阻。
8.进一步地，所述温度调节电路包括电性连接的三端可调稳压器、二极管、电容、可调电阻，三端可调稳压器正极电源输入端和第一只二极管负极、第一只电容一端连接，三端可调稳压器的控制端和第二只电容正极、可调电阻一端、第二只二极管正极连接，三端可调稳压器的输出端和可调电阻另一端、第一只二极管正极、第二只二极管负极、第三只电容一端、第四只电容正极连接，第一只电容及第三只电容另一端和第二只电容及第四只电容负极连接。
9.进一步地，所述报警电路包括电性连接的电阻、npn三极管和蜂鸣器，第一只电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只npn三极管基极、第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和蜂鸣器正极电源输入端连接，两只npn三极管发射极和第三只电阻一端连接，第二只npn三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，第一只电阻另一端和第三只电阻另一端、可调电阻一端连接。
10.本实用新型有益效果是：本新型电源模块输出的电压较高，具有电压输出余量、防止采用恒定12v直流电源工作模式，后续在电压异常过低时无法保证制冷效果，热敏电阻能实时监测需要冷却器件的温度，并输出信号到控制电路，控制电路能自动调节输出电压，其中热量过高时调节高输出电压、反之则调节低输出电压，这样保证半导体制冷器的制冷效率恒定，且在半导体制冷器故障等导致温度异常时，报警电路能及时报警提示使用者进行维护，减少了故障扩大化基础上，还尽量保证了制冷区域相关设备不会因温度过高而损坏。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。
附图说明
11.以下结合附图和实施例将本实用新型作进一步说明。
12.图1是实用新型结构示意图。
13.图2是实用新型电路图。
具体实施方式
14.图1、2中所示，新型半导体制冷器温控装置，包括电源模块a1、热敏电阻rt，其还具有温度调节电路1和报警电路2；热敏电阻rt(型号ntc103d的负温度系数热敏电阻)安装在需要冷却的器件发热面外侧端、且热敏电阻rt的感温面需要冷却的器件发热面外侧端；所述电源模块a1、温度调节电路1和报警电路2安装元件盒4内电路板上，元件盒4安装在电控箱内。5是半导体制冷器。
15.图1、2所示，热敏电阻rt是负温度系数热敏电阻。温度调节电路包括经电路板布线连接的三端可调稳压器a2(型号lm317)，二极管vd1、vd2(型号1n4002)，电容c1(规格0.1μf)、c2(规格20μf/50v、滤波作用)、c3(规格0.1μf)、c4(规格220μf/50v)，可调电阻rp1(规格4.7k，本实施例调节到2.1k左右)；三端可调稳压器a2正极电源输入端3脚和第一只二极管vd1负极、第一只电容c1一端连接，三端可调稳压器a2的控制端1脚和第二只电容c2正极、可调电阻rp1一端、第二只二极管vd2正极连接，三端可调稳压器a2的输出端2脚和可调电阻
rp1另一端、第一只二极管vd1正极、第二只二极管vd2负极、第三只电容c3一端、第四只电容c4正极连接，第一只电容c1及第三只电容c3另一端和第二只电容c2及第四只电容c4负极连接。报警电路包括经电路板布线连接的电阻r2(阻值47k)及r3(阻值100k)、r4(阻值10k)，npn三极管q1及q2(型号9012)和蜂鸣器b(型号mf12v的有源连续声蜂鸣报警器成品)、可调电阻rp2(规格470k，本实施例调节到52k左右)，第一只电阻r2一端和第一只npn三极管q1基极连接，第一只npn三极管q1集电极和第二只npn三极管q2基极、第二只电阻r3一端连接，第二只电阻r3另一端和蜂鸣器b正极电源输入端连接，两只npn三极管q1及q2发射极和第三只电阻r4一端连接，第二只npn三极管q2集电极和蜂鸣器b负极电源输入端连接，第一只电阻r2另一端和第三只电阻r4一端、可调电阻rp2一端连接。电源模块a1的电源输入端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接，电源模块a1的电源输出端3及4脚和温度调节电路的电源输入端二极管vd1负极及电容c1另一端分别经导线连接，温度调节电路的信号输出端可调电阻rp1另一端和报警电路的信号输入端可调电阻rp2另一端经导线连接；热敏电阻rt两个接线端和温度调节电路的两个信号输入端可调电阻rp1另一端及电容c2负极分别经导线连接，温度调节电路的电源输出端电容c4正负两极和半导体制冷器m的电源输入两端、报警电路的电源输入端蜂鸣器b正极电源输入端及npn三极管q1发射极分别经导线连接。
16.图1、2所示，220v交流电源进入电源模块a1(交流220v转直流16v开关电源模块成品)的电源输入端后，电源模块a1的电源输出端3、4脚输出稳定的直流16v电源进入温度调节电路、报警电路的电源输入端，上述电路得电工作。报警电路中，由三端可调稳压器a2及其外围元件二极管vd1、vd2，可调电阻rp1、电容c2和热敏电阻rt组成自动输出电压调节器(三端可调稳压器a2输出电压能在1.2v-37之间连续调节，其输出电压由可调电阻rp1、热敏电阻rt的电阻值决定，输出端和调整端之间的电压差为1.25v、这个电压将产生几毫安的电流，经可调电阻rp1、热敏电阻rt到地，在可调电阻rp1上分得的电压加到调整端(控制端)，通过改变可调电阻rp1或者热敏电阻rt就能改变输出电压，也就是说，通过热敏电阻rt的电阻值变化，在三端可调稳压器a2内部电路作用下，能改变其输出端输出的电压大小)，在需要冷却的器件温度高、热敏电阻rt的电阻值相对低时(可调电阻rp1分压大、进入三端可调稳压器a2的1脚信号电压相对大、三端可调稳压器a2的输出电压相对高)，调节输出到半导体制冷器m的工作电压高(最高12v，防止电压过高导致半导体制冷器m损坏)，反之，需要冷却的器件温度高温度低、热敏电阻rt的电阻值相对高时，调节输出到半导体制冷器m的工作电压低(电容c1对输入的电源滤波作用，电容c3防止输出电压产生自激作用，电容c4对输出的电源滤波作用)；半导体制冷器m在工作电压相对高时，其输出的冷量相对大，这样相关需要冷却的器件温度会降低，半导体制冷器m在工作电压相对低时，其输出的冷量相对小，这样相关需要冷却的器件温度不会降得过低，提高三端可调稳压器a2输出电源的稳定性，二极管vd1是用来防止电源输入端极端情况短路时负载上积存的电荷向三端可调稳压器a2放电，造成三端可调稳压器a2损坏；二极管vd2作用是用于防止三端可调稳压器a2输出端短路而损坏三端可调稳压器a2自身。实际生产或者使用中技术人员通过调节可调电阻rp1的不同电阻值、能设定热敏电阻rt在最低阻值时(也就是半导体制冷器不工作常温模式下)，三端可调稳压器a2的最高输出电压限值，可调电阻rp1的电阻值调节得相对大时(分压大，进入三端可调稳压器a2的1脚信号电压相对大、三端可调稳压器a2的输出电压相对高)，三端可调稳压器a2的输出电压相对高、反之相对低，具体调节到常温模式下，三端可调稳压器a2
输出电压最高12v为准，防止电压过高造成半导体制冷器m的损坏。
17.图1、2所示，报警电路中，当需要冷却的设备温度不高时(比如不超过8℃)，热敏电阻rt的电阻值相对大和可调电阻rp1之间分压大，这样电源经可调电阻rp2及电阻r4分压，电阻r2降压限流后进入npn三极管q1基极高于0.7v，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入npn三极管q2基极，npn三极管q2不会导通，蜂鸣器b也就不会得电发声，代表半导体制冷器工作正常。当需要冷却的设备温度过高时(比如超过8℃)，热敏电阻rt的电阻值相对小和可调电阻rp1之间分压小，这样电源经可调电阻rp2及电阻r4分压(技术人员把可调电阻rp2的电阻值调节得高时其和电阻r4之间分压大，那么需要冷却的设备温度低时蜂鸣器b才会报警，也就本新型探测温度阈值设置得相对低，可调电阻rp2的电阻值调节得相对低时其和电阻r4之间分压小，那么需要冷却的设备温度高时蜂鸣器b就会报警，也就本新型探测温度阈值设置得相对高，具体温度阈值技术人员根据需要调节，在目标温度模式下进行调节(可把热敏电阻rt放入可调恒温箱内进行调节)，刚好调节到蜂鸣器发声后，然后稍微把可调电阻rp2的嗲阻值调节得大一些，蜂鸣器就会停止发声，后续，需要冷却的器件超过目标温度时，蜂鸣器b就会报警)，电阻r2降压限流进入npn三极管q1基极低于0.7v，npn三极管q1截止集电极不再输出低电平进入npn三极管q2基极，npn三极管q2基极经由电阻r3限流降压从电源正极获得合适正向偏压导通，其集电极输出低电平进入蜂鸣器b负极电源输入端，蜂鸣器b得电发声提示使用者，代表半导体制冷器工作不正常，及时进行维护检查工作。通过上述，本新型电源模块输出的电压较高，具有电压输出余量、防止采用恒定12v直流电源工作模式，后续在电压异常过低时无法保证制冷效果，热敏电阻能实时监测需要冷却器件的温度，并输出信号到控制电路，控制电路能自动调节输出电压，其中热量过高时调节高输出电压、反之则调节低输出电压，这样保证半导体制冷器的制冷效率恒定，且在半导体制冷器故障等导致温度异常时，报警电路能及时报警提示使用者进行维护，减少了故障扩大化基础上，还尽量保证了制冷区域相关设备不会因温度过高而损坏。
18.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
19.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本领域技术人员应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，因此本新型的保护范围由权利要求书限定。

技术特征：
1.新型半导体制冷器温控装置，包括电源模块、热敏电阻，其特征在于，还具有温度调节电路和报警电路；所述热敏电阻安装在需要冷却的器件发热面外侧端；所述电源模块、温度调节电路和报警电路安装元件盒内；所述电源模块的电源输出端和温度调节电路的电源输入端电性连接，温度调节电路的信号输出端和报警电路的信号输入端电性连接；所述热敏电阻两个接线端和温度调节电路的两个信号输入端分别电性连接，温度调节电路的信号输出端和半导体制冷器、报警电路的电源输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的新型半导体制冷器温控装置，其特征在于，热敏电阻是负温度系数热敏电阻。3.根据权利要求1所述的新型半导体制冷器温控装置，其特征在于，温度调节电路包括电性连接的三端可调稳压器、二极管、电容、可调电阻，三端可调稳压器正极电源输入端和第一只二极管负极、第一只电容一端连接，三端可调稳压器的控制端和第二只电容正极、可调电阻一端、第二只二极管正极连接，三端可调稳压器的输出端和可调电阻另一端、第一只二极管正极、第二只二极管负极、第三只电容一端、第四只电容正极连接，第一只电容及第三只电容另一端和第二只电容及第四只电容负极连接。4.根据权利要求1所述的新型半导体制冷器温控装置，其特征在于，报警电路包括电性连接的电阻、npn三极管和蜂鸣器，第一只电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只npn三极管基极、第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和蜂鸣器正极电源输入端连接，两只npn三极管发射极和第三只电阻一端连接，第二只npn三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，第一只电阻另一端和第三只电阻另一端、可调电阻一端连接。

技术总结
新型半导体制冷器温控装置，包括电源模块、热敏电阻，还具有温度调节电路和报警电路；热敏电安装在需要冷却的器件发热面外侧端；电源模块、温度调节电路和报警电路安装元件盒内并电性连接。本新型电源模块输出的电压较高，具有电压输出余量、防止采用恒定12V直流电源工作模式，后续在电压异常过低时无法保证制冷效果，热敏电阻能实时监测需要冷却器件的温度，并输出信号到控制电路，控制电路能自动调节输出电压，其中热量过高时调节高输出电压、反之则调节低输出电压，这样保证半导体制冷器的制冷效率恒定，且在半导体制冷器故障等导致温度异常时，报警电路能及时报警提示使用者进行维护，减少了故障扩大化几率。减少了故障扩大化几率。减少了故障扩大化几率。


技术研发人员：周平
受保护的技术使用者：珂赛达（上海）半导体科技有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/26