CN101387678B

CN101387678B - 一种半导体致冷组件的试验装置及其试验方法

Info

Publication number: CN101387678B
Application number: CN2008102187055A
Authority: CN
Inventors: 鲍德君
Original assignee: Hisense Kelon Electrical Holdings Co Ltd; Hisense Ronshen Guangdong Refrigerator Co Ltd
Current assignee: Hisense Home Appliances Group Co Ltd; Hisense Ronshen Guangdong Refrigerator Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: CN101387678A

Abstract

本发明公开了一种半导体致冷组件的试验装置，其包括内装有水的试验容器、对试验容器水的温度进行调控的水温调控系统、置于试验容器内的半导体致冷组件、与水温调控系统及半导体致冷组件连接的试验控制器，水温调控系统将半导体致冷组件控制于一温度范围内，试验控制器对半导体致冷组件进行极性切换、通电及断电循环控制，并利用一电脑测试仪检测试验结果。本发明可靠性高、试验结果准确。

Description

一种半导体致冷组件的试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种半导体致冷组件的试验装置及其试验方法，更具体地说是涉及半导体冰箱主要电器零部件的试验装置及试验方法。

背景技术

对于半导体冰箱家电产品，进行关键零部件的可靠性试验是非常有必要的。试验结果是否有效取决于3个方面：试验方法(多特性应力的仿真程度决定方法)的正确度。试验手段(多特性应力的自动化程度、模拟精度决定试验手段)的有效度。试验技术的先进程度(控制手段可编程性，试验观察、记录的自动化程度)。通常的试验手段有两种，一是采用半导体冰箱整机试验；二是直接用半导体致冷组件进行模拟试验。

半导体冰箱整机试验模拟用户使用情况，在特定的环境中连续致冷或致热，依靠试验过程观测温度、功率曲线图判定整机的性能变化情况；对于半导体致冷组件试验时热面温度≤80℃的限定条件则靠限温器来保护。不具备电致冷、电致热交变寿命试验、电耐久性寿命试验条件：

1)半导体致冷组件在较短的时间内频繁的改变电源极性，会使散热器上的限温器常常处于超温保护状态，影响试验效果。

2)用较大的散热器，热面温度小于80℃同样影响试验效果。

3)半导体致冷组件生产厂要求：在工作参数下，热端的温度必须低于80℃，(含改变电流方向冷端变成热端)。否则由于热端温度太高，极易造成器件短路或断缆使致冷器报废。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种可靠性高、试验结果准确的半导体致冷组件的试验装置及其试验方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种半导体致冷组件的试验装置，包括内装有水的试验容器、对试验容器水的温度进行调控的水温调控系统、置于试验容器内的半导体致冷组件、与水温调控系统及半导体致冷组件连接的试验控制器，水温调控系统将试验中的半导体致冷组件控制于一温度范围内，试验控制器对半导体致冷组件进行极性切换、通电及断电循环控制，并利用一电脑测试仪检测试验结果。

该试验控制器包括电源、脉冲信号源及中间继电器，电源的正极通过一中间继电器的常开触点连接至半导体致冷组件的正极，半导体致冷组件的负极分别连接至电源负极及通过另一中间继电器的常开触点连接至电源正极，脉冲信号源用于控制中间继电器的常开触点的闭合或断开。

8个中间继电器组成D0～D7脉冲分配矩阵，半导体致冷组件的数量为4，电源的正极分别通过中间继电器D0～D3的常开触点与半导体致冷组件的正极连接，半导体致冷组件的负极连接至电源负极，半导体致冷组件的负极还分别通过中间继电器D4～D7的常开触点与电源的正极连接。

该水温调控系统包括设于试验容器内的加热器及温度传感器，且该加热器及温度传感器与试验控制器连接。

该水温调控系统还包括冷却水源及设于冷却水源内的第一水泵，该第一水泵通过管道与试验容器连通，且该第一水泵与试验控制器连接，冷却水源由冷冻柜自身的制冷系统和外接增冷压缩机的蒸发器对冷柜内水进行制冷形成。

该试验容器还设有一与试验控制器连接的水位开关，该水位开关检测到试验容器缺水时，则启动设于冷却水源中的第二水泵补水。

另外，本发明提供了一种半导体致冷组件的试验方法，其包括以下步骤：

a.将半导体致冷组件置于装有水的试验容器内，利用水温调控系统将试验中的半导体致冷组件控制于一温度范围内；

b.利用试验控制器对半导体致冷组件进行极性切换、通电及断电循环控制；

c.检测半导体致冷组件的电阻、最大温差变化范围是否小于或等于试验前的10％，是则合格，否则不合格。

上述半导体致冷组件的温度控制在65℃～80℃，并利用电源、脉冲信号源及多个中间继电器组成的脉冲分配矩阵，对组件正向通电、断电，再反向通电、断电，并循环多次。

8个中间继电器组成D0～D7脉冲分配矩阵，利用脉冲信号源对中间继电器D0～D7进行序列控制，在对中间继电器D0、D1、D2、D3时序控制时，分别对应为半导体致冷组件E1、E2、E3、E4正向通电6S，当对中间继电器D4、D5、D6、D7时序控制时，分别为半导体致冷组件E1～E4反向通电6S，组件E1在中间继电器D0时序控制下正向通电6秒后，在中间继电器D1、D2、D3时序控制时组件E1停电18秒，中间继电器D4反向通电6秒后，在中间继电器D5、D6、D7时序控制时组件E1再停电18秒，以此类推组件E2、E3、E4在中间继电器D1、D2、D3及中间继电器D5、D6、D7的时序控制下完成对半导体致冷组件的一个极性切换周期。

试验控制器根据设定温度，通过控制冷却水源中的第一水泵及试验容器内的加热器，来达到试验过程中半导体致冷组件的热面温度控制在65℃～80℃之间。

与现有技术相比，本发明的试验装置及其试验方法，在控制半导体致冷组件的热面温度后，使得半导体致冷组件的快速模拟可靠性试验条件可行，并利用电源、脉冲信号源及多个中间继电器组成的脉冲分配矩阵，对组件正向通电、断电，再反向通电、断电，并循环多次试验，试验控制器通过对水温调控系统的控制从而可产生温度不同的试验工况，通过调整脉冲信号源发出信号的脉冲宽度调整组件极性切换的特性，故该试验过程适用性强，具有良好的控制效果，试验结果准确。

附图说明

图1为本发明半导体致冷组件极性控制的原理示意图；

图2为本发明半导体致冷组件的试验装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的电致冷、电致热交变寿命试验装置按试验条件进行供电极性的切换、通电时间的控制、循环次数计数，致冷组件热面温度的工况控制。

如图1及图2所示，一种半导体致冷组件的试验装置，包括内装有水的试验容器、对试验容器水的温度进行调控的水温调控系统、置于试验容器内的半导体致冷组件、与水温调控系统及半导体致冷组件连接的试验控制器，水温调控系统将半导体致冷组件控制于一温度范围内，试验控制器对半导体致冷组件进行极性切换、通电及断电循环控制，并利用一电脑测试仪检测试验结果。。

该试验控制器包括电源、脉冲信号源及多个中间继电器，电源的正极通过一中间继电器的常开触点连接至半导体致冷组件的正极，半导体致冷组件的负极分别连接至电源负极及通过另一中间继电器的常开触点连接至电源正极，脉冲信号源用于控制中间继电器的开通或关闭。

该水温调控系统还包括冷却水源及设于冷却水源内的第一水泵，该第一水泵通过管道与试验容器连通，且该第一水泵与试验控制器连接，

冷却水源由冷冻柜自身的制冷系统和外接增冷压缩机的蒸发器对冷柜内水进行制冷形成，用于保证冷却水源的温度与试验容器中水温有较大的温差置换空间。

试验装置为防止因试验过程中容器缺水造成被试验半导体致冷组件的损坏，该试验容器还设有一与试验控制器连接的水位开关，该水位开关检测到试验容器缺水时，则启动设于冷却水源中的第二水泵补水，保证试验容器内的水容积。

试验控制器通过设于内部的按键扫描电路、8位LED显示器进行按键操作，输入用户按试验条件编制的功能命令；通过采样外部输入温度模拟量用于试验容器内的水温控制、采样外部输入水位开关位置信号用于试验容器水位控制。

另外，本发明还提供了一种半导体致冷组件的试验方法，其包括以下步骤：

a.将半导体致冷组件置于装有水的试验容器内，利用水温调控系统将半导体致冷组件控制于一温度范围内；

中间继电器的数量为8，组成D0～D7脉冲分配矩阵，利用脉冲信号源对中间继电器D0～D7进行序列控制，当对中间继电器D0、D1、D2、D3时序控制时，分别对应为半导体致冷组件E1、E2、E3、E4正向通电6S，当对中间继电器D4、D5、D6、D7时序控制时，分别为半导体致冷组件E1～E4反向通电6S，组件E1在中间继电器D0时序控制下正向通电6秒后，在中间继电器D1、D2、D3时序控制时组件E1停电18秒，中间继电器D4反向通电6秒后，在中间继电器D5、D6、D7时序控制时组件E1再停电18秒，以此类推组件E2、E3、E4在中间继电器D1、D2、D3及中间继电器D5、D6、D7的时序控制下完成一个极性切换周期。

试验控制器根据设定温度，通过控制冷却水源中的第一水泵及试验容器内的加热器，来达到试验过程中半导体致冷组件的热面温度控制在65℃～80℃之间。另外，试验过程中还可通过对致冷组件通电电流的观测，了解致冷组件工作状态。

通过本发明的实践证明，本装置控制准确，而且试验数据真实可靠，对照以前的可靠性试验手段，具有显著的效果和突出的进步。下面列出三种半导体致冷产品的试验结果，如表1及表2所示，其中表1为致冷组件电致冷、电致热交变寿命试验前后性能参数对比，表2为试验结果。

表1

组件	组件电阻(Ω)变化≤10％	不合格数	最大温差变化范围≤10％	不合格数
					12704	1.5％，2.8％，1.9％，1.6％	0	26.8％，0.44％，0.44％，0.44％	1
12705	3.3％，3.1％，0.8％，2.4％	0	2.7％，3.1％，26％，0.2％	1
					12706	2.2％，3.2％，0.78％，1.2％	0	1.5％，0.7％，0.59％，1％	0

表2

1#12704致冷组件的试验结果最大温差变化范围等于试验前26.8％、，变化大于10％的验收标准，不合格。

3#12705致冷组件的试验结果最大温差变化范围等于试验前的26％，变化大于10％的验收标准，不合格。

12706致冷组件试验结果最大温差变化范围小于或等于10％的验收标准，合格。

Claims

1.一种半导体致冷组件的试验装置，其特征在于包括内装有水的试验容器、对试验容器水的温度进行调控的水温调控系统、置于试验容器内的半导体致冷组件、与水温调控系统及半导体致冷组件连接的试验控制器，水温调控系统将试验中的半导体致冷组件控制于一温度范围内，试验控制器对半导体致冷组件进行极性切换、通电及断电循环控制，并利用一电脑测试仪检测试验结果。

2.根据权利要求1所述的半导体致冷组件的试验装置，其特征在于：该试验控制器包括电源、脉冲信号源及中间继电器，电源的正极通过一中间继电器的常开触点连接至半导体致冷组件的正极，半导体致冷组件的负极分别连接至电源负极及通过另一中间继电器的常开触点连接至电源正极，脉冲信号源用于控制中间继电器的常开触点的闭合或断开。

3.根据权利要求2所述的半导体致冷组件的试验装置，其特征在于：8个中间继电器组成D0～D7脉冲分配矩阵，半导体致冷组件的数量为4，电源的正极分别通过中间继电器D0～D3的常开触点与半导体致冷组件的正极连接，半导体致冷组件的负极连接至电源负极，半导体致冷组件的负极还分别通过中间继电器D4～D7的常开触点与电源的正极连接。

4.根据权利要求1所述的半导体致冷组件的试验装置，其特征在于：该水温调控系统包括设于试验容器内的加热器及温度传感器，且该加热器及温度传感器与试验控制器连接。

5.根据权利要求4所述的半导体致冷组件的试验装置，其特征在于：该水温调控系统还包括冷却水源及设于冷却水源内的第一水泵，该第一水泵通过管道与试验容器连通，且该第一水泵与试验控制器连接，冷却水源由冷冻柜自身的制冷系统和外接增冷压缩机的蒸发器对冷柜内水进行制冷形成。

6.根据权利要求1所述的半导体致冷组件的试验装置，其特征在于：该试验容器还设有一与试验控制器连接的水位开关，该水位开关检测到试验容器缺水时，则启动设于冷却水源中的第二水泵补水。

7.一种半导体致冷组件的试验方法，其特征在于包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的半导体致冷组件的试验方法，其特征在于：上述半导体致冷组件的温度控制在65℃～80℃，并利用电源、脉冲信号源及多个中间继电器组成的脉冲分配矩阵，对组件正向通电、断电，再反向通电、断电，并循环多次。