半導(dǎo)體制冷設(shè)備及其供電電源和供電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備及其供電電源和供電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制冷設(shè)備一般包括半導(dǎo)體制冷模組和供電電源，供電電源為半導(dǎo)體制冷模組供電，通過(guò)調(diào)節(jié)供電電源輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷模組的制冷量的改變?，F(xiàn)有半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電電源為了滿足半導(dǎo)體制冷模組的制冷量需求，一般僅僅設(shè)置有一個(gè)大功率電源。然而，半導(dǎo)體制冷模組在達(dá)到制冷量需求后，僅需要一個(gè)較小工作電壓用于維持所需冷量的消耗，此時(shí)，只需要采用一個(gè)小功率電源便能夠維持半導(dǎo)體制冷模組的正常工作，而現(xiàn)有技術(shù)仍然采用大功率電源進(jìn)行供電，則會(huì)導(dǎo)致大功率電源能效降低，不利于節(jié)約電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電電源，在滿足半導(dǎo)體制冷設(shè)備的制冷需求的同時(shí)大大降低了半導(dǎo)體制冷設(shè)備的能耗。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電電源，所述供電電源為制冷設(shè)備的半導(dǎo)體制冷模組供電，所述半導(dǎo)體制冷模組包括半導(dǎo)體制冷模塊、冷端散熱器和熱端散熱器，所述供電電源包括:
至少兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊，用于為半導(dǎo)體制冷模塊供電；
電子開關(guān)，用于選擇功率輸出模塊為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電，所述電子開關(guān)選擇的功率輸出模塊為能夠輸出半導(dǎo)體制冷模塊所需供電電壓U的額定功率小的功率輸出模塊。
[0005]優(yōu)選的，所述供電電源包括額定功率小的第一功率輸出模塊和額定功率大的第二功率輸出模塊。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一功率輸出模塊輸出的電壓范圍為(Umin，Ubest)，所述第二功率輸出模塊輸出的電壓范圍為(Ubest，Umax)，其中，Ubest為使得所述半導(dǎo)體制冷模塊的制冷效率最高的最高效率電壓。
[0007]更進(jìn)一步的,所述Umax >根據(jù)半導(dǎo)體制冷設(shè)備最大制冷量需求確定的最大制冷量電壓；
所述Umin <根據(jù)半導(dǎo)體制冷設(shè)備最低制冷需求確定的最小制冷量電壓。
[0008]基于上述供電電源的設(shè)計(jì)，本發(fā)明還提出了一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電控制方法，
確定半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓U ；
電子開關(guān)選擇能夠輸出供電電壓U的額定功率小的功率輸出模塊為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。
[0009]當(dāng)半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括多個(gè)溫區(qū)時(shí)，所述供電控制方法為:
確定每個(gè)溫區(qū)的半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓；
若多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓在同一功率輸出模塊輸出電壓范圍內(nèi)，則所述功率輸出模塊輸出多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓的最大值為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。
[0010]功率輸出模塊包括第一功率輸出功率和第二輸出功率時(shí)，所述控制方法為:
確定半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓U ；
若供電電壓U ( Ubest,電子開關(guān)選擇第一功率輸出模塊為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電； 若供電電壓U > Ubest,電子開關(guān)選擇第二功率輸出模塊為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。
[0011]進(jìn)一步半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括多個(gè)溫區(qū)是，所述供電控制方法為:
確定每個(gè)溫區(qū)的半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓；
若多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓在第一功率輸出模塊輸出電壓范圍內(nèi)，則第一功率輸出模塊輸出多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓的最大值為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電；
若多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓在第二功率輸出模塊輸出電壓范圍內(nèi)，則第二功率輸出模塊輸出多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓的最大值為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。
[0012]基于上述供電控制方法的設(shè)計(jì)，本發(fā)明還一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備，所述制冷設(shè)備包括:
控制器，用于確定半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓U，輸出控制信號(hào)至電子開關(guān)，輸出電壓控制信號(hào)至功率輸出模塊；
電子開關(guān)，用于根據(jù)控制器輸出的控制信號(hào)動(dòng)作，選擇能夠輸出供電電壓U的額定功率小的功率輸出模塊為半導(dǎo)體制冷模塊供電；
至少兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊，用于根據(jù)控制器輸出的電壓控制信號(hào)輸出供電電壓U，為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電；
至少一組半導(dǎo)體制冷模塊，用于接收功率輸出模塊輸出的供電電壓U，產(chǎn)生相應(yīng)的制冷量制冷。
[0013]半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括多個(gè)溫區(qū)時(shí)，所述制冷設(shè)備包括:
控制器，用于分別確定每個(gè)溫區(qū)的半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓，輸出控制信號(hào)至電子開關(guān)，輸出電壓控制信號(hào)至功率輸出模塊，若多個(gè)溫區(qū)所需的供電電壓在同一功率輸出模塊輸出的電壓范圍內(nèi)，則輸出功率輸出模塊對(duì)應(yīng)的所需的供電電壓最大值的電壓控制信號(hào)至功率輸出模塊；
電子開關(guān)，用于根據(jù)控制器輸出的控制信號(hào)動(dòng)作，選擇能夠輸出所需的供電電壓的額定功率小的功率輸出模塊為半導(dǎo)體制冷模塊供電；
至少兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊，用于根據(jù)控制器輸出的電壓控制信號(hào)輸出供電電壓或者輸出供電電壓最大值，為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電；
每個(gè)溫區(qū)對(duì)應(yīng)的至少一組半導(dǎo)體制冷模塊，用于接收供電電壓或供電電壓最大值，產(chǎn)生相應(yīng)的制冷量為所述溫區(qū)制冷。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電電源包括至少兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊，并通過(guò)電子開關(guān)選擇半導(dǎo)體制冷模塊所需供電電壓的額定功率小的功率輸出模塊為半導(dǎo)體制冷模塊供電，因而，半導(dǎo)體制冷模塊始終是以能夠保證其正常工作的最小額定功率的功率輸出模塊供電，其它功率輸出模塊則處于關(guān)閉狀態(tài)，因而，本發(fā)明可以大大降低制冷設(shè)備的能耗，提高整機(jī)的能效指標(biāo)。
[0015]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例供電電源的原理框圖。
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷模塊的供電電壓與制冷效率及制冷量關(guān)系的示意性曲線圖。
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源效率比較示意圖。
[0019]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例供電方法的流程圖。
[0020]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例以較高制冷效率快速獲得最大制冷量且將半導(dǎo)體制冷設(shè)備間室的平均溫度精確控制到設(shè)定的目標(biāo)溫度的示意性曲線圖。
[0021]圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷設(shè)備的示意性框圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例供電電源的原理框圖。
[0022]圖8是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例供電方法的流程圖。
[0023]圖9是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷設(shè)備的示意性框圖。
[0024]圖10是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷設(shè)備的示意性框圖。
[0025]圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例半導(dǎo)體制冷設(shè)備內(nèi)膽與半導(dǎo)體制冷模組組裝結(jié)構(gòu)及溫區(qū)分布示意圖。
[0026]圖12是圖1的側(cè)視圖。
[0027]圖13是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制冷供電步驟中供電控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0029]具體實(shí)施例1:
本實(shí)施例以能夠?qū)崿F(xiàn)單溫區(qū)的半導(dǎo)體制冷設(shè)備為例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)單溫區(qū)的半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括一個(gè)間室形成的單溫區(qū)，該溫區(qū)由至少一個(gè)半導(dǎo)體制冷模塊產(chǎn)生制冷量制冷形成。本實(shí)施例提出了一種為單溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備供電的供電電源，采用此種供電電源的供電方法以及供電設(shè)備，下面分別進(jìn)行具體說(shuō)明:
本實(shí)施例提出的半導(dǎo)體制冷設(shè)備的供電電源包括:
至少兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊；
電子開關(guān)，用于選擇功率輸出模塊為半導(dǎo)體制冷模塊供電，其中，電子開關(guān)選擇的功率輸出模塊為能夠輸出半導(dǎo)體制冷模塊所需供電電壓U的額定功率小的功率輸出模塊，電子開關(guān)可采用晶閘管、光電開關(guān)、繼電器等器件實(shí)現(xiàn)。
[0030]本實(shí)施例半導(dǎo)體制冷模組始終是以能夠保證其正常工作的最小額定功率的功率輸出模塊供電，其它功率輸出模塊則處于關(guān)閉無(wú)功耗狀態(tài)，因而，可以大大降低制冷設(shè)備的能耗，提聞?wù)麢C(jī)的能效指標(biāo)。
[0031]具體的，本實(shí)施例以供電電源包括兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊為例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)然，供電電源包括多個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊的實(shí)現(xiàn)原理與此兩個(gè)額定功率不同的功率輸出模塊類似并且能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例的供電電源包括額定功率小的第一功率輸出模塊101和額定功率大的第二功率輸出模塊102，第一功率輸出模塊101輸出的電壓范圍為(Umin，Ubest),第二功率輸出模塊102輸出