CN104329900B - 一种用于半导体冰箱的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于半导体冰箱的控制系统。该控制系统包括：热端温度传感器，配置成检测半导体冰箱的半导体制冷片的热端温度，发出表征热端温度高低的热端温度信号；间室温度传感器，配置成检测半导体冰箱的冰箱间室的平均温度，发出表征平均温度高低的间室温度信号；温度设定模块，配置成设定冰箱间室内所要达到的目标温度，发出表征目标温度高低的目标温度信号；主控模块，配置成接收热端温度信号、间室温度信号以及目标温度信号，根据预设的PID调节规则发出半导体制冷片电压调节信号；半导体电压调节模块，配置成接收半导体制冷片电压调节信号，并根据半导体制冷片电压调节信号，调节向半导体制冷片进行供电的供电电压。

Description

一种用于半导体冰箱的控制系统

技术领域

本发明涉及制冷设备，特别是涉及一种用于半导体冰箱的控制系统。

背景技术

在现有的半导体冰箱的控制系统中，一般是通过直接比较冰箱间室的平均温度和设定温度来确定半导体制冷片的供电电压。

然而，现有的这种半导体冰箱的控制系统并未考虑到半导体制冷片的制冷特性，其并未把半导体制冷片的热端的温度列入确定半导体制冷片的供电电压的考虑因素。这往往导致其难以保证半导体冰箱在正常工作维持其内的制冷空间温度时，半导体制冷片能够以实现较高制冷效率的方式工作，或者难以保证在需要半导体冰箱快速制冷时，半导体制冷片能够以快速获得最大制冷量的方式工作。

此外，在现有的半导体冰箱中，在半导体冰箱的半导体制冷片两端的电压过高、半导体制冷片的热端的散热不良等情况下，半导体制冷片的热端温度往往会快速上升，最终导致半导体制冷片损坏。若半导体冰箱的控制系统仅仅采取停止对半导体制冷片的供电的方法来应对此问题，固然可以使得半导体制冷片的热端温度迅速下降，但会影响半导体制冷片的正常制冷，往往会使得半导体冰箱的冰箱间室的温度过度升高，从而对制冷效果带来过大负面影响。

发明内容

本发明的一个目的旨在克服现有技术的制冷设备的至少一个缺陷，提供一种可结合半导体制冷片的热端温度、冰箱间室的平均温度及所要达到的目标温度，合理调节半导体制冷片的供电电压的用于半导体冰箱的控制系统。

本发明的一个进一步的目的是提供一种可使半导体制冷片以较高制冷效率快速获得最大制冷量而且可精确控制间室的平均温度的用于半导体冰箱的控制系统。

本发明的一个进一步的目的是提供一种能够兼顾对半导体制冷片的保护和制冷效果的半导体冰箱及其半导体制冷片的供电电压控制方法，避免在对半导体制冷片进行保护时对半导体冰箱的制冷效果带来过大负面影响。

为了实现上述一个或多个目的，本发明提供了一种用于半导体冰箱的控制系统，包括：热端温度传感器，配置成检测所述半导体冰箱的半导体制冷片的热端温度，发出表征所述热端温度高低的热端温度信号；间室温度传感器，配置成检测所述半导体冰箱的冰箱间室的平均温度，发出表征所述平均温度高低的间室温度信号；温度设定模块，配置成设定所述冰箱间室内所要达到的目标温度，发出表征所述目标温度高低的目标温度信号；主控模块，配置成接收所述热端温度信号、所述间室温度信号以及所述目标温度信号，根据预设的PID调节规则发出半导体制冷片电压调节信号；半导体电压调节模块，配置成接收所述半导体制冷片电压调节信号，并根据所述半导体制冷片电压调节信号，调节向所述半导体制冷片进行供电的供电电压。

可选地，所述主控模块还配置成：根据预设的风机调节条件发出风机调节信号；所述控制系统还包括：风机驱动模块，配置成接收所述风机调节信号，并根据所述风机调节信号，控制所述半导体冰箱的风机的叶轮转速；所述风机配置成：将所述半导体制冷片的冷端所产生的冷量散布到所述冰箱间室中，和/或为所述半导体制冷片的热端进行散热。

可选地，所述控制系统还包括门开关检测模块和LED照明模块，其中：所述门开关检测模块配置成：检测所述半导体冰箱的冰箱门是否打开，在所述冰箱门打开时，发出门开关信号；所述主控模块还配置成：在接收到所述门开关信号后，发出LED灯开启信号；所述LED照明模块配制成：在接收到所述LED灯开启信号后，开启所述冰箱间室内的LED灯。

可选地，所述控制系统还包括电源模块和降压模块，其中：所述电源模块配置成：接收外部电源提供的交流电，将其转换为直流电后输出到所述降压模块和所述半导体电压调节模块；所述降压模块配置成：接收所述电源模块输出的直流电并对其降压后输出到主控模块、风机驱动模块以及LED照明模块。

可选地，所述电源模块包括电源输入模块、整流模块、PFC模块，其中：所述电源输入模块配置成：接收所述外部电源提供的所述交流电，输出到所述整流模块；所述整流模块配置成：接收所述电源输入模块输出的交流电，将其进行滤波后整流为直流电，并输出到PFC模块；PFC模块配置成：接收所述整流模块输出的直流电，对其进行所述功率因数补偿后输出到所述降压模块和所述半导体电压调节模块。

可选地，所述主控模块还配置成：根据预设半导体电压调节模块关闭条件，发出关闭半导体电压调节模块信号；所述控制系统还包括：待机管理模块，配置成接收所述关闭半导体电压调节模块信号，并根据所述关闭半导体电压调节模块信号，关闭所述半导体电压调节模块。

可选地，所述主控模块还配置成：根据预设的PFC模块关闭条件，发出关闭PFC模块信号；所述待机管理模块还配置成：接收所述关闭PFC模块信号，并根据所述关闭PFC模块信号，关闭所述PFC模块，使得经所述整流模块整流后的直流电不经功率因数补偿，而直接从电源模块输出。

可选地，所述PID调节规则包括：按公式U=U_PID(△T)+U_best确定所述供电电压，其中，U为向所述半导体制冷片供电的供电电压，U_best为使得所述半导体制冷片的制冷效率最高的最高效率电压，△T为冰箱间室的平均温度与预设的目标温度的温差，U_PID(△T)为根据所述PID调节规则对所述温差进行运算得出的数值。

可选地，所述PID调节规则还包括：当所述平均温度与所述目标温度的温差大于等于预设的温差阈值时，使得所述供电电压等于使所述半导体制冷片产生最大制冷量的最大制冷量电压；当所述温差降低到所述温差阈值时，使得所述供电电压开始从所述最大制冷量电压下降。

可选地，所述PID调节规则还包括：当所述热端温度达到或超出预设的热端保护温度上限时，将所述供电电压设置为预设的维持电压。

本发明的用于半导体冰箱的控制系统由于结合半导体制冷片的热端温度、冰箱间室的平均温度及所要达到的目标温度，根据PID规则调节半导体制冷片的供电电压，从而将半导体制冷片的热端的温度列入确定半导体制冷片的供电电压的考虑因素，因此能够根据半导体制冷片的制冷特性合理调节半导体制冷片的供电电压。

进一步地，在本发明的控制系统中，当温差大于等于预设的温差阈值时，主控模块使得供电电压等于最大制冷量电压；当温差降低到温差阈值时，主控模块使得供电电压开始从最大制冷量电压下降。因此，能够在温差较大时以较高制冷效率迅速降低温度，使得温差迅速趋于一个较小值，而且能够避免降温过快，以免降低到远低于预设值的温度，造成不良制冷效果。

进一步地，在本发明的控制系统中，在热端温度达到或超出热端保护温度上限时，主控模块降低或保持向所述半导体制冷片供电的供电电压为预设的维持电压，因此能够兼顾对半导体制冷片的保护和制冷效果，即在对半导体制冷片进行保护时可继续对半导体冰箱供电，避免了对半导体冰箱的制冷效果带来过大负面影响。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于半导体冰箱的控制系统的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的控制系统的预设的控制方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的控制系统的按照预设的控制方法以较高制冷效率快速获得最大制冷量且将半导体冰箱间室的平均温度精确控制到设定的目标温度的示意性曲线图；

图4是根据本发明一个实施例的控制系统的按照预设的控制方法在半导体制冷片热端温度较高时对其供电电压进行控制的示意性曲线图；

图5是根据本发明一个实施例的半导体制冷片的供电电压与制冷效率及制冷量关系的示意性曲线图；

附图中使用的附图标记如下：

101 主控模块，

102 热端温度传感器，

103 间室温度传感器，

104 温度设定模块，

105 半导体电压调节模块，

106 风机驱动模块，

107 门开关检测模块，

108 LED照明模块，

109 电源模块，

110 降压模块，

111 电源输入模块，

112 整流模块，

113 PFC模块，

114 待机管理模块，

201至211为所述控制方法的各个步骤，

501 第一非经济区，

502 高效区，

503 高制冷量区，

504 第二非经济区。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的用于半导体冰箱的控制系统的结构框图。根据图1，该用于半导体冰箱的控制系统至少可包括：主控模块101，及分别与主控模块101信号连接的热端温度传感器102、间室温度传感器103、温度设定模块104、半导体电压调节模块105。其中，热端温度传感器102可以紧贴着半导体制冷片的热端，其可配置成检测半导体冰箱的半导体制冷片的热端温度，发出表征热端温度高低的热端温度信号；间室温度传感器103可位于冰箱间室的内部，其可配置成检测半导体冰箱的冰箱间室的平均温度，发出表征平均温度高低的间室温度信号；温度设定模块104可配置成设定冰箱间室内所要达到的目标温度，发出表征目标温度高低的目标温度信号。

在图1所示的实施例中，主控模块101可配置成接收热端温度信号、间室温度信号以及目标温度信号，根据预设的PID调节规则发出半导体制冷片电压调节信号。半导体制冷片电压调节信号通过位于主控模块101和半导体电压调节模块105间的调压信号控制线传递到半导体电压调节模块105。半导体电压调节模块105可配置成接收半导体制冷片电压调节信号，并根据半导体制冷片电压调节信号，调节向半导体制冷片进行供电的供电电压。

在本发明的一个实施例中，该用于半导体冰箱的控制系统还可包括与主控模块101信号连接的风机驱动模块106。当预设的风机调节条件达成时，主控模块101发出风机调节信号，该风机调节信号传递到风机驱动模块106。风机驱动模块106接收风机调节信号后，并根据风机调节信号，控制半导体冰箱的风机的叶轮转速。这里的控制叶轮转速可以包括使叶轮的转速为0（或者说，使风机停止工作），也可以包括使叶轮的转速大于0（即使风机开始工作），也可以包括降低或提升叶轮转速或者使叶轮转速为其他具体值。此处的风机可为半导体冰箱的任意风机，例如，其可以为用于将半导体制冷片的冷端所产生的冷量散布到冰箱间室中的风机，其也可以为用于为半导体制冷片的热端进行散热的风机。

在本发明的另一个实施例中，该用于半导体冰箱的控制系统还可包括分别与主控模块101信号连接的门开关检测模块107和LED照明模块108。门开关检测模块107检测半导体冰箱的冰箱门是否打开，在冰箱门打开时，门开关检测模块107检测发出门开关信号。主控模块101在接收到门开关信号后，发出LED灯开启信号。LED照明模块108接收到LED灯开启信号后，开启冰箱间室内的LED灯。

在上述实施例中，该用于半导体冰箱的控制系统可由电源模块109供电。该电源模块109可包括电源输入模块111、整流模块112、PFC模块113（或者说，功率因数补偿模块）。电源输入模块111接收外部电源提供的交流电，输出到整流模块112；整流模块112接收电源输入模块111输出的交流电，将其进行滤波后通过整流桥整流为直流电，并输出到PFC模块113；PFC模块113接收整流模块112输出的直流电，对其进行功率因数补偿后输出到降压模块110和半导体电压调节模块105。需要理解的是，PFC模块113是可关闭的，当其关闭时，输入到PFC模块113的直流电不经功率因数补偿而直接从其输出。

因此，电压模块接收外部电源提供的交流电后，可以将其转换为直流电（可以为经功率因数补偿的直流电或未经功率因数补偿的直流电）后输出。其输出的直流电一部分直接供给到半导体电压调节模块105，此时的电压一般为310V；另一部分被用于降压的降压模块110接收后，对其降压，得到电压降低的恒定电压，并输出到上述的主控模块101、风机驱动模块106以及LED照明模块108，降压后电流的电压一般为12V。

在本发明的一些实施例中，该用于半导体冰箱的控制系统还可包括与主控模块101信号连接的待机管理模块114，其可以用于关闭PFC模块113。该待机管理模块114可以与恒压模块连接，由恒压模块降压后的电流可以输出到该待机管理模块114。当预设PFC模块113关闭条件成立时，主控模块101发出关闭PFC模块113信号。待机管理模块114接收关闭PFC模块113信号，并可根据关闭PFC模块113信号，关闭PFC模块113，使得经整流模块112整流后的直流电不经功率因数补偿，而直接从电源模块109输出。

在本发明的另一些实施例中，该待机管理模块114还可以用于关闭半导体电压调节模块105。当预设半导体电压调节模块105关闭条件成立时，主控模块101发出关闭半导体电压调节模块105信号。待机管理模块114接收关闭半导体电压调节模块105信号，并可根据关闭半导体电压调节模块105信号，关闭半导体电压调节模块105。这样，在例如热端温度传感器102检测到的热端温度高于禁止温度等不需要半导体制冷片工作的情况下，主控模块101发出关闭PFC模块113信号及关闭半导体电压调节模块105，待机管理模块114接收到这两个信号后，关闭半导体电压调节模块105和PFC模块113，以达到节能或保护半导体制冷片的效果。

在上述实施例中，PID调节规则可以包括：按公式U=U_PID(△T)+U_best确定供电电压，其中，U为向半导体制冷片供电的供电电压，U_best为使得半导体制冷片的制冷效率最高的最高效率电压，△T为冰箱间室的平均温度与预设的目标温度的温差，U_PID(△T)为根据PID调节规则对温差进行运算得出的数值。

在本发明的一个实施例中，PID调节规则还可包括：当平均温度与目标温度的温差大于等于预设的温差阈值时，使得供电电压等于使半导体制冷片产生最大制冷量的最大制冷量电压；当温差降低到温差阈值时，使得供电电压开始从最大制冷量电压下降。

在本发明的另一个实施例中，PID调节规则还可包括：当热端温度达到或超出预设的热端保护温度上限时，将供电电压设置为预设的维持电压。

本发明还公开了一种用于半导体冰箱的控制方法，该控制方法可以通过对主控模块的预先设置来运用到本发明的控制系统，以下将对此控制方法进行详细说明。

图2是根据本发明一个实施例的控制系统的预设的控制方法的流程图。在图2所示的实施例中，该控制方法可包括：

第一数据获取步骤201，获取冰箱间室的平均温度T_r与预设的目标温度T_S的温差△T，采集半导体制冷片的热端温度T_hot；

第一热端禁止温度判断步骤202，判断热端温度T_hot是否达到或超出预设的禁止温度；若热端温度T_hot达到或超出禁止温度，则执行第一停止供电步骤203：将向半导体制冷片的供电电压U设置为零，停止对半导体制冷片供电，U为向半导体制冷片供电的供电电压；

热端保护温度上限判断步骤204，在热端温度T_hot小于禁止温度时执行，判断热端温度T_hot是否达到或超出预设的热端保护温度上限，其中热端保护温度上限小于禁止温度；若热端温度T_hot小于热端保护温度上限，则执行制冷供电步骤205；

制冷供电步骤205，根据预设的PID调节规则,按公式U=U_PID(△T)+U_best确定的供电电压U向冰箱的半导体制冷片供电。

第一数据获取步骤201可以具体包括：获取预设的目标温度T_S，并采集冰箱间室的平均温度T_r；计算平均温度T_r与预设值T_S之间的温差△T。

在制冷供电步骤205中，U_best为使得半导体制冷片的制冷效率最高的最高效率电压，U_PID(△T)为根据PID调节规则对温差△T进行运算得出的数值。在本发明的一些实施例中，在执行制冷供电步骤205后，本发明的控制方法可以循环回第一数据获取步骤201继续执行。

需要说明的是，在本发明控制方法的其他一些实施例中，第一热端禁止温度判断步骤202至热端保护温度上限判断步骤204并不是必须的。在这样的实施例中，在第一数据获取步骤201中可以仅仅采集温差△T，而无需采集热端温度T_hot；在第一数据获取步骤201执行完毕后，直接执行制冷供电步骤205。

图3是根据本发明一个实施例的控制系统的按照预设的控制方法以较高制冷效率快速获得最大制冷量且将半导体冰箱间室的平均温度精确控制到设定的目标温度的示意性曲线图。如图3所示，PID调节规则可以被设置成：当温差△T大于等于预设的温差阈值△T_thd时，使得供电电压U等于最大制冷量电压U_max-cold，这样能对热端进行迅速降温；当温差△T降低到温差阈值△T_thd时，使得供电电压U开始从最大制冷量电压U_max-cold下降，这样不再以较大的供电电压对半导体制冷片进行供电，能够避免冰箱内的温度降低到远低于预设定值的温度而造成不良制冷效果。在制冷供电步骤205中，可以按此规则对半导体制冷片进行供电。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，PID调节规则可被设置成：当温差△T首次降低到零值后，使得供电电压U经历波动变化，以使温差△T等于或趋于零值的供电电压U向半导体制冷片供电。在制冷供电步骤205中，可按此规则对半导体制冷片进行供电。这样能够使得供电电压U最终稳定在最高效率电压U_best附近。

在本发明的另一个实施例中，若热端温度T_hot达到或超出热端保护温度上限，则执行第一降至维持电压步骤206：降低供电电压U至预设的维持电压U_keep。维持电压U_keep为在环境温度过高、空气流通性差、湿度过大、温差较大等极端情况下能维持冰箱间室的平均温度T_r缓慢上升或者下降的电压，其一个目的在于尽量保证热端的温度不大于预设的热端保护温度下限。

在本发明的一个实施例中，在第一降至维持电压步骤206之后，依次执行第二数据获取步骤207、第二热端禁止温度判断步骤208。第二数据获取步骤207为：获取平均温度T_r与目标温度T_S的温差△T，并采集热端温度T_hot，第二数据获取步骤207可以具体包括：获取目标温度T_S，并采集平均温度T_r；计算平均温度T_r与预设值T_S之间的温差△T。第二热端禁止温度判断步骤208为：判断热端温度T_hot是否达到或超出禁止温度。

在第二热端禁止温度判断步骤208执行完毕后，若热端温度T_hot达到或超出禁止温度，则执行第二停止供电步骤209：将向半导体制冷片的供电电压U设置为零，停止对半导体制冷片供电；若热端温度T_hot小于禁止温度，则执行热端保护温度下限判断步骤210：判断热端温度T_hot是否达到或低于预设的热端保护温度下限，其中热端保护温度下限小于热端温度保护上限。在执行第二停止供电步骤209后，本发明的控制方法可以循环回第二数据获取步骤207继续执行。

在热端保护温度下限判断步骤210执行完毕后，若热端温度T_hot达到或低于热端保护温度下限，则执行制冷供电步骤205；若热端温度T_hot大于热端保护温度下限，则执行第二降至维持电压步骤211：降低或保持供电电压U至维持电压U_keep。这样在热端温度较高，但尚未足以达到停止对半导体制冷片供电的条件时，以较低的供电电压U满足冰箱的制冷量，也使得半导体制冷片的热端温度下降，从而在不停止制冷的情况下保护半导体制冷片。在执行第二降至维持电压步骤211后，本发明的控制方法可循环回第二数据获取步骤207继续执行。

图4是根据本发明一个实施例的控制系统的按照预设的控制方法在半导体制冷片热端温度较高时对其供电电压进行控制的示意性曲线图。在图4所示实施例中，在例如环境温度过高、空气流通性差、湿度过大、温差△T大于等于预设的温差阈值△T_thd等冰箱需要大的制冷量的情况下，以最大制冷量电压U_max-cold为供电电压，使得半导体制冷片的冷端较快制冷，热端温度T_hot由一个低值逐渐升高到热端温度保护上限。在此过程中，不断进行热端保护温度上限判断步骤204。在热端保护温度上限判断步骤204的判定为达到或超出热端保护温度上限时，如图4所示，执行第一降至维持电压步骤206，使得供电电压U降低至维持电压U_keep。由于供电电压U下降了，热端温度T_hot也下降，在此过程中，依次执行第二数据获取步骤207、第二热端禁止温度判断步骤208。如图4所示，热端温度T_hot并没有超过禁止温度，因此第二热端禁止温度判断步骤208的判定始终为否，根据前述方法，执行热端保护温度下限判断步骤210。当热端温度T_hot达到热端保护温度下限，则执行制冷供电步骤205。由图4可以看出，若此时温差△T大于温差阈值△T_thd，则根据PID调节规则得到的供电电压U可为最大制冷量电压U_max-cold。重复上述过程，直至冰箱间室的平均温度△T小于温差阈值△T_thd后开始按PID调节规则降低电压。如前文，当这两个温度之间的温差△T降低到预设的温差阈值△T_thd内时，供电电压可为低于最大制冷量电压U_max-cold的某个值；然后，当温差△T首次降低到零值后，使得供电电压经历波动变化，以使温差△T等于或趋于零值的供电电压向半导体制冷片供电。

图5是根据本发明一个实施例的半导体制冷片的供电电压与制冷效率及制冷量关系的示意性曲线图。如图5所示，根据供电电压U与制冷效率的关系，可将供电电压U划分为4个区域：第一非经济区501、高效区502、高制冷量区503、第二非经济区504。第一非经济区501的制冷量非常小，基本上不能满足冰箱的最低制冷需求；第二非经济区504中虽然半导体的制冷量本身可能满足冰箱的最低制冷需求，但是由于此区域所需的供电电压U高，功耗要比高效区502和高制冷量区503高很多；因此在本发明的实施例中，不使用第一非经济区501和第二非经济区504的供电电压U为半导体制冷片供电，而是使半导体制冷片的供电电压U位于高效区502和高制冷量区503。也就是说，在本发明的实施例中，将根据对半导体制冷冰箱制冷效率的要求，根据实验确定所用半导体制冷片供电电压的最大值（即最大供电电压U_max）和最小值（即最小供电电压U_min），使半导体制冷片的工作电压位于这两个值所限定的高效区502和高制冷量区503内。

如图5所示，最大供电电压U_max可通过实验选取为最大制冷量电压U_max-cold，即：可将本发明中的PID调节规则设置成使其在前文的公式中使得供电电压U的最大值被确定为最大制冷量电压U_max-cold，也就是说，U_PID(△T)在△T大于温差阈值△T_thd时被赋值限定为最大制冷量电压U_max-cold减最高效率电压U_best。

也如图5所示，最小供电电压U_min可通过实验选取为第一非经济区501与高效区502划界的供电电压U，即最小制冷量电压U_min-cold。类似地，可将本发明实施例中的PID调节规则设置成使其在前文的公式中使得供电电压U的最小值被确定为最小制冷量电压U_min-cold。也就是说，U_PID(△T)在△T小于一定阈值时可被赋值限定为最小制冷量电压U_min-cold减最高效率电压U_best（此时计算出的电压数值为一负值）。在本发明的一些替代性实施例中，最小供电电压U_min也可略低于满足冰箱最小制冷量电压U_min-cold。

此外，如本领域技术人员根据图5可认识到的，最高效率电压U_best可经实验得到，其值显然处于最大制冷量电压U_max-cold和最小制冷量电压U_min-cold之间。

需要理解的是，维持电压U_keep通常可在最小供电电压U_min与最高效率电压U_best间取值。在本发明的一些实施例中，维持电压U_keep的选取原则是考虑在冰箱处在环境温度过高、空气流通性差、湿度过大、温差较大等极端情况下时，使冰箱内的温度还能较快地降到最低到设定温度。被选取的维持电压U_keep的值是在这些极端情况下，通过模拟实验得出，这个值与U_max-cold的差值不是很大。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改，例如适当改变微波检测装置的安装位置。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种用于半导体冰箱的控制系统，其特征在于，包括：

热端温度传感器，配置成检测所述半导体冰箱的半导体制冷片的热端温度，发出表征所述热端温度高低的热端温度信号；

间室温度传感器，配置成检测所述半导体冰箱的冰箱间室的平均温度，发出表征所述平均温度高低的间室温度信号；

温度设定模块，配置成设定所述冰箱间室内所要达到的目标温度，发出表征所述目标温度高低的目标温度信号；

主控模块，配置成接收所述热端温度信号、所述间室温度信号以及所述目标温度信号，根据预设的PID调节规则发出半导体制冷片电压调节信号；

半导体电压调节模块，配置成接收所述半导体制冷片电压调节信号，并根据所述半导体制冷片电压调节信号，调节向所述半导体制冷片进行供电的供电电压；其中

所述PID调节规则包括：按公式U＝U_PID(ΔT)+U_best确定所述供电电压，其中，U为向所述半导体制冷片供电的供电电压，U_best为使得所述半导体制冷片的制冷效率最高的最高效率电压，ΔT为冰箱间室的平均温度与预设的目标温度的温差，U_PID(ΔT)为根据所述PID调节规则对所述温差进行运算得出的数值。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述主控模块还配置成：根据预设的风机调节条件发出风机调节信号；

所述控制系统还包括：

风机驱动模块，配置成接收所述风机调节信号，并根据所述风机调节信号，控制所述半导体冰箱的风机的叶轮转速；

所述风机配置成：将所述半导体制冷片的冷端所产生的冷量散布到所述冰箱间室中，和/或为所述半导体制冷片的热端进行散热。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括门开关检测模块和LED照明模块，其中：

所述门开关检测模块配置成：检测所述半导体冰箱的冰箱门是否打开，在所述冰箱门打开时，发出门开关信号；

所述主控模块还配置成：在接收到所述门开关信号后，发出LED灯开启信号；

所述LED照明模块配制成：在接收到所述LED灯开启信号后，开启所述冰箱间室内的LED灯。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，还包括电源模块和降压模块，其中：

所述电源模块配置成：接收外部电源提供的交流电，将其转换为直流电后输出到所述降压模块和所述半导体电压调节模块；

所述降压模块配置成：接收所述电源模块输出的直流电并对其降压后输出到主控模块、风机驱动模块以及LED照明模块。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述电源模块包括电源输入模块、整流模块、PFC模块，其中：

所述电源输入模块配置成：接收所述外部电源提供的所述交流电，输出到所述整流模块；

所述整流模块配置成：接收所述电源输入模块输出的交流电，将其进行滤波后整流为直流电，并输出到PFC模块；

PFC模块配置成：接收所述整流模块输出的直流电，对其进行功率因数补偿后输出到所述降压模块和所述半导体电压调节模块。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，

所述主控模块还配置成：根据预设半导体电压调节模块关闭条件，发出关闭半导体电压调节模块信号；

所述控制系统还包括：

待机管理模块，配置成接收所述关闭半导体电压调节模块信号，并根据所述关闭半导体电压调节模块信号，关闭所述半导体电压调节模块。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，

所述主控模块还配置成：根据预设的PFC模块关闭条件，发出关闭PFC模块信号；

所述待机管理模块还配置成：接收所述关闭PFC模块信号，并根据所述关闭PFC模块信号，关闭所述PFC模块，使得经所述整流模块整流后的直流电不经功率因数补偿，而直接从电源模块输出。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述PID调节规则还包括：

当所述平均温度与所述目标温度的温差大于等于预设的温差阈值时，使得所述供电电压等于使所述半导体制冷片产生最大制冷量的最大制冷量电压；

当所述温差降低到所述预设的温差阈值时，使得所述供电电压开始从所述最大制冷量电压下降。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述PID调节规则还包括：

当所述热端温度达到或超出预设的热端保护温度上限时，将所述供电电压设置为预设的维持电压。