CN105278576A - 一种温度控制结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种温度控制结构，包括散热结构、温度控制执行单元和温度检测单元；所述温度控制执行单元包括半导体制冷片；所述温度检测单元包括热敏电阻；其特征在于：所述半导体制冷片的下表面为热面，与散热结构导热接触；所述半导体制冷片的上表面为冷面，与温度受控件导热接触；所述半导体制冷片和热敏电阻之间通过氮化铝电路片实现热传递。在保证半导体制冷片和热敏电阻之间的兼容性的基础上，保证了热敏电阻对半导体制冷片的温度检测的准确性，从而保证了高精度的温度控制。

Description

一种温度控制结构
技术领域
本发明涉及一种温度控制结构，特别是涉及一种适用于电子设备散热技术领域的温度控制结构。
背景技术
温度变化对于一些光学器件的性能参数影响较大，尤其是光子滤波器、光源等。在微波光子学应用中，需要重点考虑光学器件的温度控制措施。一般，消除温度变化对光学器件性能的影响有两种方法：一是通过建立器件性能和温度的对应关系，通过模型来进行补偿；二是通过温度控制结构来消除温度变化的影响，使器件始终工作在某一固定温度。
传统的温控装置采用风冷或者液冷等装置，控温精度较差。
本文提出的一种高精度的温控结构，可满足较大体积的光学器件的温度控制要求。该温度控制系统包括温度控制部分和温度执行部分，温度控制系统构成如图1所示。其中，温度控制部分由温度控制电路和显示控制构成；温度执行部分由散热结构、温控执行器、温度检测单元以及隔热结构构成。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种控温精度高，能够满足较大体积的光学器件的温度控制结构。
本发明采用的技术方案如下：一种温度控制结构，包括散热结构、温度控制执行单元和温度检测单元；所述温度控制执行单元包括半导体制冷片；所述温度检测单元包括热敏电阻；其特征在于：所述半导体制冷片的下表面为热面，与散热结构导热接触；所述半导体制冷片的上表面为冷面，与温度受控件导热接触；所述半导体制冷片和热敏电阻之间通过氮化铝电路片实现热传递。氮化铝电路片作为半导体制冷片和热敏电阻之间的热传递媒介，在保证半导体制冷片和热敏电阻之间的兼容性的基础上，保证了热敏电阻对半导体制冷片的温度检测的准确性，从而保证了高精度的温度控制。
作为优选，所述氮化铝电路片与半导体制冷片之间通过共晶方式焊接，所述热敏电阻通过锡铅焊接在氮化铝电路片上，保证良好接触。
作为优选，所述热敏电阻为表贴式热敏电阻。
作为优选，半导体制冷片的上表面进行金属化铜处理，以保证上表面的温度一致性。
作为优选，所述散热结构包括铝散热底板和散热风扇，用于与外界的热交换。
作为优选，半导体制冷片的下表面，与铝散热底板之间涂覆导热硅胶实现固定，来保证良好的散热特性。
作为优选，还包括温度受控件固定结构，所述温度受控件直接放置在半导体制冷片上，通过温度受控件固定结构实现温度受控件与半导体制冷片之间的固定。
作为优选，所述温度受控件固定结构为U型固定支架，两端固定在铝散热底板上，通过压力实现温度受控件与半导体制冷片之间的固定。
作为优选，还包括隔热结构，为设置于温度受控件上表面的一层聚氨酯隔热膜，U型固定支架和温度受控器件之间通过聚氨酯隔热膜进行隔热处理。
作为优选，所述U型固定支架采用尼龙塑料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在保证半导体制冷片和热敏电阻之间的兼容性的基础上，保证了热敏电阻对半导体制冷片的温度检测的准确性，从而保证了高精度的温度控制。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的温度控制结构内部示意图。
图2为图1所示实施例的温度控制结构外形结构示意图。
图3为本发明其中一应用实施例的温度控制测试结果曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所示的温度控制结构，包括散热结构、温度控制执行单元和温度检测单元；所述温度控制执行单元包括半导体制冷片7；所述温度检测单元包括热敏电阻8；其特征在于：所述半导体制冷片7的下表面为热面，与散热结构导热接触；所述半导体制冷片7的上表面为冷面，与温度受控件3导热接触；所述半导体制冷片7和热敏电阻8之间通过氮化铝电路片4实现热传递。半导体制冷片通过导线焊接在铝合金盒体10的一个绝缘子接口9上，引出到铝金属盒体10外部。热敏电阻8通过导线焊接在铝合金盒体10的另一个绝缘子接口9上，引出到铝合金盒体10外部。
所述氮化铝电路片4与半导体制冷片7之间通过共晶方式焊接，所述热敏电阻8通过锡铅焊接在氮化铝电路片4上，保证良好接触。所述热敏电阻8为表贴式热敏电阻。半导体制冷片7的上表面进行金属化铜处理，以保证上表面的温度一致性。所述散热结构包括铝散热底板5和散热风扇6，用于与外界的热交换。
半导体制冷片7的下表面，与铝散热底板5之间涂覆导热硅胶实现固定，来保证良好的散热特性。
还包括温度受控件固定结构，所述温度受控件3直接放置在半导体制冷片7上，通过温度受控件固定结构实现温度受控件3与半导体制冷片7之间的固定。
所述温度受控件固定结构为U型固定支架1，两端固定在铝散热底板5上，通过压力实现温度受控件3与半导体制冷片7之间的固定。
还包括隔热结构，为设置于温度受控件3上表面的一层聚氨酯隔热膜2，U型固定支架1和温度受控器件3之间通过聚氨酯隔热膜2进行隔热处理。
所述的隔热结构还包括铝金属盒体10。铝金属盒体10通过导电胶粘接的方式固定在铝散热底板5上，盒体内部导线与温度控制电路通过绝缘子接口9连接，隔热并充分保证密封性能。U型固定支架1采用尼龙塑料。
在本具体实施例中，实现了一种微波光子滤波器的温度控制装置，达到了良好的温控效果。具体实施实例如下：半导体制冷片尺寸为40mmX40mm，受控器件为无源光子滤波器，温度传感器采用的是热敏电阻器，其他结构均为自制件。
将该结构与温控电路、带显示控制功能的PC机相连。通过上位机的RS232串口发送设定控制温度，通过仪表读取受控器件的温度。实际中，通过上位机设定器件温度为20℃，用高精度温度记录仪YC-747D（测量精度为0.1℃）对受控器件的温度进行24小时的温度检测。测试环境温度变化范围为15~30℃。系统的测试结果如图3所示。
由测试结果可知，在外界环境温度变化15℃的情况下，该温度控制结构能够保证受控器件温度变化在±0.1℃以内，具有较好的控温效果。

Claims (10)

1.一种温度控制结构，包括散热结构、温度控制执行单元和温度检测单元；所述温度控制执行单元包括半导体制冷片；所述温度检测单元包括热敏电阻；其特征在于：所述半导体制冷片的下表面为热面，与散热结构导热接触；所述半导体制冷片的上表面为冷面，与温度受控件导热接触；所述半导体制冷片和热敏电阻之间通过氮化铝电路片实现热传递。
2.根据权利要求1所述的温度控制结构，其特征在于：所述氮化铝电路片与半导体制冷片之间通过共晶方式焊接，所述热敏电阻通过锡铅焊接在氮化铝电路片上。
3.根据权利要求1或2所述的温度控制结构，其特征在于：所述热敏电阻为表贴式热敏电阻。
4.根据权利要求1所述的温度控制结构，其特征在于：半导体制冷片的上表面进行金属化铜处理。
5.根据权利要求1所述的温度控制结构，其特征在于：所述散热结构包括铝散热底板和散热风扇。
6.根据权利要求5所述的温度控制结构，其特征在于：半导体制冷片的下表面，与铝散热底板之间涂覆导热硅胶实现固定。
7.根据权利要求5所述的温度控制结构，其特征在于：还包括温度受控件固定结构，所述温度受控件直接放置在半导体制冷片上，通过温度受控件固定结构实现温度受控件与半导体制冷片之间的固定。
8.根据权利要求7所述的温度控制结构，其特征在于：所述温度受控件固定结构为U型固定支架，两端固定在铝散热底板上，通过压力实现温度受控件与半导体制冷片之间的固定。
9.根据权利要求1或8所述的温度控制结构，其特征在于：还包括隔热结构，为设置于温度受控件上表面的一层聚氨酯隔热膜。
10.根据权利要求8所述的温度控制结构，其特征在于：所述U型固定支架采用尼龙塑料。
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