CN111503935A - 半导体调温装置控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体调温装置控制系统及方法，包括：第一温度检测模块，用于检测工作端的当前温度数据；控制端，用于设定目标温度数据；热电半导体；供电模块；电流切换电路，用于对流经所述热电半导体的电流方向进行切换；温度交换装置，用于将所述热电半导体输出的冷量或热量传导至所述工作端；计算控制模块，用于获取所述目标温度数据以及所述当前温度数据，根据所述目标温度数据与所述当前温度数据确定实际制冷或制热需求，并根据所述实际制冷或制热需求来控制所述电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体。其优点是：可以根据用户需求自动实现半导体调温装置在制冷模式与制热之间切换。

Description

半导体调温装置控制系统及方法

技术领域

本发明涉及半导体调温技术领域，特别是涉及一种半导体调温装置控制系统及方法。

背景技术

随着热电系统技术的发展，加上智能家居及电子产品和物联网技术的兴起，人们对于结合热电制冷或者热电制热功能的智能化设备的接受程度也在不断提高，随之而来的，就是人们对这些智能化的日常物品也提出了更多的功能需求。随着电子器件的不断发展以及对于高品质生活的追求，热电制冷以其体积小、重量轻、控温准确以及制冷迅速等优势，在生产生活的各领域有着越来越广泛的应用。如半导体冰箱、饮水机、杯子、半导体儿童降温贴，极大方便了人们的生活。

传统技术中，利用基于帕尔贴效应和基于半导体制冷原理的热电系统进行调温控制的产品大多数是简单的将半导体调温装置热端产生的高温利用散热片将热量导出，然后用风冷的方法或者液冷的方法散出去，冷端通常也是用金属或者陶瓷的硬连接方法将需要降温的物体进行制冷，可见现有的半导体调温装置通用性差、功能单一、智能化程度低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现智能温度控制的半导体调温装置控制系统及方法，可以根据用户需求自动实现半导体调温装置在制冷模式与制热之间切换，并能够智能化地调整制冷、制热的速度，提高工作端的使用舒适度和智能化程度，扩大相关产品的应用范围。

一种半导体调温装置控制系统，其特征是，包括：

第一温度检测模块，用于检测工作端的当前温度数据；

控制端，用于设定目标温度数据；

热电半导体，用于制热、制冷；

供电模块，与所述控制端、所述第一温度检测模块连接，用于向系统供电；

电流切换电路，与所述热电半导体以及所述供电模块连接，用于对流经所述热电半导体的电流方向进行切换；

温度交换装置，与所述热电半导体、所述工作端以及所述供电模块连接，用于将所述热电半导体输出的冷量或热量传导至所述工作端；

计算控制模块，与所述控制端、所述第一温度检测模块、所述供电模块以及所述电流切换电路连接，用于获取所述目标温度数据以及所述当前温度数据，根据所述目标温度数据与所述当前温度数据确定实际制冷或制热需求，并根据所述实际制冷或制热需求来控制所述电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体。

在其中一个实施例中，所述计算控制模块包括：

数据采集单元，与所述第一温度检测模块连接，用于获取所述当前温度数据；

通讯单元，与所述控制端连接，用于获取所述目标温度数据；

计算单元，与所述数据采集单元及通讯单元连接，用于根据所述目标温度数据与所述当前温度数据确定实际制冷或制热需求；

控制单元，与所述计算单元及所述电流切换电路连接，用于根据所述实际制冷或制热需求来控制所述电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体；

所述电流切换电路为全桥电路；

所述计算控制模块还包括第一PWM模块，所述第一PWM模块与所述控制单元连接，所述第一PWM模块用于生成第一PWM信号；

所述第一PWM模块通过第一PWM驱动放大电路连接所述全桥电路；

所述计算控制模块中的计算单元还用于根据所述目标温度数据与所述当前温度数据的差值大小判断用户的需求迫切程度；

所述计算控制模块中的控制单元还用于根据所述需求迫切程度来对应调节所述第一PWM模块生成的第一PWM信号的占空比来调整所述热电半导体的输入电流的大小和电流的方向，用于控制是制热还是制冷及加热和制冷的功率。

在其中一个实施例中，所述半导体调温装置控制系统还包括功率控制电路，其中：

所述功率控制电路与所述温度交换装置、所述供电模块以及所述计算控制模块中的所述控制单元连接，用于控制所述温度交换装置的输入电流大小；

所述计算控制模块中的控制单元还用于根据所述需求迫切程度对应调节所述功率控制电路输出到所述温度交换装置的电流大小。

在其中一个实施例中：

所述功率控制电路为半桥电路；

所述计算控制模块还包括第二PWM模块，所述第二PWM模块用于生成第二PWM信号；

所述第二PWM模块通过第二PWM驱动放大电路连接所述半桥电路；

所述计算控制模块中的控制单元通过调节所述第二PWM模块生成的第二PWM信号的占空比来调整所述温度交换装置的输入电流大小。

在其中一个实施例中，所述半导体调温装置控制系统还包括第二温度检测模块、第三温度检测模块、散热装置以及开关模块，其中：

所述第二温度检测模块与所述计算控制模块中的所述数据采集单元以及所述温度交换装置连接，用于检测所述温度交换装置的进水温度数据；

所述第三温度检测模块与所述计算控制模块中的所述数据采集单元以及所述温度交换装置连接，用于检测所述温度交换装置的出水温度数据；

所述散热装置通过所述开关模块分别与所述计算控制模块中的控制单元以及所述供电模块连接；

所述数据采集单元还用于获取所述进水温度数据，所述计算单元还用于对所述进水温度数据是否过高或过低进行判断，所述控制单元还用于在所述进水温度数据过高时通过所述开关电路控制所述散热装置开启，以及在所述进水温度数据过低时通过所述开关电路控制所述散热装置关闭；所述数据采集单元还用于获取所述出水温度数据，所述计算单元还用于根据所述进水温度数据以及所述出水温度数据情况判断所述温度交换装置是否正常工作，所述控制单元还用于在所述温度交换装置非正常工作时关闭系统。

在其中一个实施例中，还包括第四温度检测模块、第五温度检测模块以及报警模块，其中：

所述第四温度检测模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述热电半导体的冷端温度数据；

所述第五温度检测模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述热电半导体的热端温度数据；

所述报警模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于实现系统报警；

所述数据采集单元还用于获取所述冷端温度数据以及所述热端温度数据，所述计算单元还用于根据所述热电半导体的工作状态结合所述冷端温度数据以及所述热端温度数据情况判断所述热电半导体的冷端或热端是否超出温度极限，所述控制单元还用于在所述热电半导体的冷端或热端超出温度极限时控制所述报警模块发出报警以及在发出报警后关闭系统。

在其中一个实施例中，所述半导体调温装置控制系统还包括电流检测模块、电压检测模块、限流模块以及提醒模块，其中：

所述电流检测模块与所述供电模块、所述热电半导体以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测流经所述热电半导体的电流数据；

所述电压检测模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述供电模块的电压数据；

所述限流模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于限流；

所述提醒模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于实现提醒功能；

所述数据采集单元还用于获取所述电压数据，所述计算单元还用于根据所述电压数据判断所述供电模块电量是否过低，所述控制单元还用于在所述供电模块电量过低时控制所述提醒模块进行低电量提醒；所述数据采集单元还用于获取所述电流数据，所述计算单元还用于根据所述电流数据判断供电电流是否过大，所述控制单元还用于在所述供电电流过大时打开所述限流模块进行限流。

一种半导体调温装置控制方法，其特征是，包括：

获取目标温度数据以及工作端的当前温度数据；

根据所述目标温度数据以及所述当前温度数据获得实际制冷或制热需求；根据所述实际制冷或制热需求控制电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体。

在其中一个实施例中，还包括：

根据所述目标温度数据与所述当前温度数据的差值大小确定用户的需求迫切程度；根据所述需求迫切程度对应调节温度交换装置的输入电流大小和/或热电半导体的输入电流大小，所述热电半导体通过所述温度交换装置连接所述工作端；

获取所述温度交换装置的进水温度数据以及出水温度数据；

判断所述进水温度数据是否过高或过低；在所述进水温度数据过高时控制散热装置开启，以及在所述进水温度数据过低时控制所述散热装置关闭，所述散热装置设置在所述温度交换装置的对应位置；

根据所述进水温度数据以及所述出水温度数据情况判断所述温度交换装置是否正常工作，在所述温度交换装置非正常工作时关闭系统。

在其中一个实施例中，还包括：

获取所述热电半导体的冷端温度数据以及热端温度数据；

根据所述热电半导体的工作状态结合所述冷端温度数据以及所述热端温度数据情况判断所述热电半导体的冷端或热端是否超出温度极限，在所述热电半导体的冷端或热端超出温度极限时发出报警以及在发出报警后关闭系统；

获取流经所述热电半导体的电流数据以及供电模块的电压数据，所述供电模块用于为系统供电；

根据所述电压数据判断所述供电模块电量是否过低，在所述供电模块电量过低时进行低电量报警；

根据所述电流数据判断供电电流是否过大，在所述供电电流过大时进行限流。

本发明较现有技术的优点是：

1、可以实现通过用户设定的目标温度和当前温度来自动实现半导体调温装置在制冷模式与制热之间的工作模式切换，免去了传统手动调整工作模式的烦恼；

2、能够根据目标温度与当前温度的温差智能化地调整制冷、制热的速度，提高工作端的使用舒适度和智能化程度，扩大相关产品的应用范围；

3、设置多个温度检测模块，提升系统的工作稳定性，在系统出现异常时及时进行报警以及系统保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中的半导体调温装置控制系统的系统结构框图；

图2为本发明一实施例中的半导体调温装置控制系统的系统结构框图；

图3为本发明一实施例中的半导体调温装置控制系统的系统结构框图；

图4为本发明一实施例中的半导体调温装置控制系统的系统结构框图；

图5为本发明的一实施例中的半导体调温装置控制系统中的计算控制模块的结构框图；

图6为本发明的一实施例中的半导体调温装置控制方法的具体流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，本发明的一个实施例中提供了一种半导体调温装置控制系统，其包括：

第一温度检测模块8，用于检测工作端7的当前温度数据；控制端2，用于设定目标温度数据；热电半导体5，用于制热、制冷；供电模块1，与控制端2、第一温度检测模块8连接，用于向系统供电；电流切换电路4，与热电半导体5以及供电模块1连接，用于对流经热电半导体5的电流方向进行切换；温度交换装置6，与热电半导体5、工作端7以及供电模块1连接，用于将热电半导体5输出的冷量或热量传导至工作端7；计算控制模块3，与控制端2、第一温度检测模块8、供电模块1以及电流切换电路4连接，用于获取目标温度数据以及当前温度数据，根据目标温度数据与当前温度数据确定实际制冷或制热需求，并根据实际制冷或制热需求来控制电流切换电路4切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经热电半导体5，例如，当目标温度数据为26摄氏度，当前温度数据为20摄氏度，则表示需要制热，则控制端2控制电流切换电路4切换到第一状态以使得电流以第一流向流经热电半导体5，当目标温度数据为20摄氏度，当前温度数据为26摄氏度，则表示需要制冷，则控制端2控制电流切换电路4切换到第二状态以使得电流以第二流向流经热电半导体5。

作为示例，热电半导体5包括交替地并列设置的P型热电半导体元件和N型热电半导体元件，相邻P型热电半导体元件和N型热电半导体元件之间通过电臂依次连接形成串联结构，其工作原理是，通过在热电半导体5的两端加载一个直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端，改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端，以达到制热或制冷的效果，热电半导体5通常包括一个冷端和一个热端，传统的，通常只使用冷端或者热端，例如对于需要实现加热的产品，就将温度交换装置6连接至热电半导体5的热端，当运用在需要实现制冷的产品时，就讲温度交换装置6连接至热电半导体5的冷端，在外接直流电源以后，实现固定的制冷或制热功能，而在本发明的半导体调温装置控制系统中，通过电流切换电路4实现流经热电半导体5方向的电流的实时切换，因此在本发明中，当温度交换装置6连接至热电半导体5的热端时，只要改变电流方向，热端即可以制热也可以制冷，当温度交换装置6连接至热电半导体5的冷端时，冷端即可以制冷也可以制热，值得注意的是，热端与冷端通常都配备有用于与温度交换装置联通的水管。

作为示例，温度交换装置6可以包括具有导热性能的设备或装置，例如，由水泵、水管以及循环水构成的水循环系统，以通过水将热电半导体1的热量或冷量传导到工作端7，在另一些示例中，也可以采用金属片来实现，本实施例中，温度交换装置6采用由水泵、水管以及循环水构成的水循环系统来实现，并且水管包括进水口和出水口，进水口连接热电半导体5的热端，具体的，进水口与出水口通过热电半导体热端的水管实现连通。

作为示例，供电模块1可以包括但不限于锂电池、太阳能电池或者充电宝等。

作为示例，工作端7可以为需要被加热或者制冷的产品，例如帽子、头帖、床垫、衣服、冰箱，温度交换装置6的部分水管与工作端7接触，以将热电半导体5的热量或冷量传导至工作端7，以实现工作端7的温度调节。

作为示例，第一温度检测模块8可以采用温度传感器或者热电偶来实现，对于后续出现的第二、第三、第四、第五温度检测模块同样可以采用温度传感器或者热电偶来实现。

作为示例，控制端2可以设置显示器及按钮来实现用户的目标温度数据设定。

计算控制模块3可以通过微处理器芯片来实现，或者还可以通过FPGA来实现，本示例中，计算控制模块3通过DSP处理器来实现。

在一个实施例中，如图4所示，计算控制模块3包括：

数据采集单元33，与第一温度检测模块8连接，用于获取当前温度数据；

通讯单元32，与控制端2连接，用于获取目标温度数据；

计算单元34，与数据采集单元33及通讯单元32连接，用于根据目标温度数据与当前温度数据确定实际制冷或制热需求；

控制单元31，与计算单元34及电流切换电路4连接，用于根据实际制冷或制热需求来控制电流切换电路4切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经热电半导体5。

电流切换电路5为全桥电路；计算控制模块3还包括第一PWM模块35，第一PWM模块35与控制单元31连接，第一PWM模块35用于生成第一PWM信号；第一PWM模块35通过第一PWM驱动放大电路连接全桥电路；计算控制模块3中的计算单元31还用于根据目标温度数据与当前温度数据的差值大小判断用户的需求迫切程度；计算控制模块3中的控制单元31还用于根据需求迫切程度来对应调节第一PWM模块生成的第一PWM信号的占空比来调整热电半导体的输入电流的大小和电流的方向，用于控制是制热还是制冷，及用以调节热电半导体的运行功率。全桥电路通常包括4个电子开关，利用高电平导通，低电平关闭的原理，通过使对角线上的一对电子开关与另一对角线上的一对电子开关切换导通来实现电流的方向切换，因此，本发明通过PWM信号来控制全桥电路，通过控制电子开关通电组合的开和关时间比例(PWM的占空比)，就可以改变输出到热电半导体的平均电压，进而改变输入到热电半导体的电流大小，实现功率控制，达到加快或减慢热电半导体的加热、制冷速度，进而达到调整能量传导速度的目的。

作为示例，根据目标温度数据与当前温度数据的温度差值的绝对值所在区间范围判断用户的需求迫切程度，比如，当温度差值的绝对值大于10摄氏度，为高迫切度，控制单元31控制第一PWM模块35生成的第一PWM信号为全占空比，当温度差值的绝对值小于10摄氏度大于5摄氏度，为中迫切度，控制输出的第一PWM信号为全占空比为60％，当温度差值的绝对值小于5摄氏度，为低迫切度，控制输出的第一PWM信号为全占空比为30％，值得注意的是，PWM信号的占空比具体设定情况可以根据实际需求进行调整。

在其中一个实施例中，半导体调温装置控制系统还包括功率控制电路9，其中：

功率控制电路9与温度交换装置6、供电模块1以及计算控制模块3中的控制单元31连接，用于控制温度交换装置6的输入电流，以调整温度交换装置6的输入电流大小，进而调整其运行功率，作为示例，功率控制电路9连接温度交换装置6中的水泵电机来实现运行功率的调节；

计算控制模块3中的控制单元31还用于根据需求迫切程度对应调节功率控制电路9输出到温度交换装置6的电流大小。

作为示例，功率控制电路9为半桥电路；计算控制模块3还包括第二PWM模块36，第二PWM模块36用于生成第二PWM信号；第二PWM模块36通过第二PWM驱动放大电路连接半桥电路；计算控制模块3中的控制单元31通过调节第二PWM模块36生成的第二PWM信号的占空比来调整温度交换装置6的输入电流大小，第二PWM模块36通过半桥电路输出斩波信号可以控制温度交换装置6内电机的转速，进而达到控制功率的目的，加快或减慢温度交换装置6内的水循环速度，进而达到调整热量或冷量传导速度的目的，具体调整方式可以参考上文中控制单元31控制第一PWM模块35的工作配合模式，在此不再赘述。

本发明通过全桥电路、半桥电路以及相应的驱动电路和控制单元，实现根据目标温度与当前温度的温差智能化地调整制冷、制热的速度，并能根据用户需求迫切度，实现快速加热、制冷或慢速加热、制冷，进而提高工作端的使用舒适度和智能化程度，扩大相关产品的应用范围。

在一些示例中，温度交换装置的运行功率控制和热电半导体的运行功率可以同时存在，以达到进一步加快制热或制冷效果的目的。

如图2所示，在其中一个实施例中，半导体调温装置控制系统还包括第二温度检测模块11、第三温度检测模块10、散热装置12以及开关模块13，其中：

第二温度检测模块11与计算控制模块3中的数据采集单元33以及温度交换装置6连接，用于检测温度交换装置6的进水温度数据，作为示例，第二温度检测模块11设置在温度交换装置6的进水管上；

第三温度检测模块10与计算控制模块3中的数据采集单元33以及温度交换装置6连接，用于检测温度交换装置6的出水温度数据，作为示例，第三温度检测模块10设置在温度交换装置6的出水管上；

散热装置12通过开关模块13分别与计算控制模块3中的控制单元31以及供电模块1连接；

数据采集单元33还用于获取进水温度数据，计算单元34还用于对进水温度数据是否过高或过低进行判断，控制单元31还用于在进水温度数据过高时通过开关电路13控制散热装置12开启，以及在进水温度数据过低时通过开关电路13控制散热装置12关闭，散热装置12可以包括但不限于风扇；数据采集单元33还用于获取出水温度数据，计算单元34还用于根据进水温度数据以及出水温度数据情况判断温度交换装置6是否正常工作，控制单元31还用于在温度交换装置6非正常工作时关闭系统。作为示例，开关电路13可以通过继电器驱动电路与继电器的组合电路来实现，判断进水温度数据是否过高或过低的方法可以是，将进水温度数据与第一阈值以及第二阈值进行比较，例如，在一示例中，第一阈值为50摄氏度，第二阈值为30摄氏度，当进水温度数据高于50摄氏度时，开启散热装置12，或者当进水温度数据地域30摄氏度时，关闭散热装置12，以达到省电的目的。作为示例，根据进水温度数据以及出水温度数据情况判断温度交换装置6是否正常工作的方式为，根据热电半导体5的工作模式，例如，制热模式下，计算单元34计算进水温度数据是否大于出水温度数据，大于则正常，小于则不正常，制冷模式下，计算单元34计算进水温度数据是否小于出水温度数据，小于则正常，大于则不正常。

如图3所示，在其中一个实施例中，半导体调温装置控制系统还包括第四温度检测模块15、第五温度检测模块14以及报警模块16，其中：

第四温度检测模块15分别与供电模块1以及计算控制模块3中的数据采集单元33连接，用于检测热电半导体5的冷端温度数据；

第五温度检测模块14分别与供电模块1以及计算控制模块3中的数据采集单元33连接，用于检测热电半导体5的热端温度数据；

报警模块16分别与供电模块1以及计算控制模块3中的控制单元31连接，用于实现系统报警，作为示例，报警模块16可以使用蜂鸣器或者LED灯等等；

数据采集单元33还用于获取冷端温度数据以及热端温度数据，计算单元34还用于根据热电半导体5的工作状态(制热工作模式还是制冷工作模式)结合冷端温度数据以及热端温度数据情况判断热电半导体5的冷端或热端是否超出温度极限而影响冷端或热端的水管正常使用，控制单元31还用于在热电半导体5的冷端或热端超出温度极限时控制报警模块16发出报警以及在发出报警后关闭系统。具体的，设定第三阈值和第四阈值，第三阈值为60摄氏度，第四阈值为0摄氏度，以热电半导体的热端连接温度交换装置为例，假设，热电半导体5在制热工作模式下，那么，当热端温度大于第三阈值，则判定超出热端水管的温度耐受极限，有软化可能，当冷端温度小于第四阈值时，则判定超出冷端水管的温度耐受极限，有冰冻可能，上述情况下，则控制单元31控制报警模块16发出报警并在发出报警后关闭系统，以保护系统，反之，当热电半导体5在制冷工作模式下，将热端(制冷)温度与第四阈值进行比较，冷端温度与第三阈值进行比较。

如图4所示，在其中一个实施例中，半导体调温装置控制系统还包括电流检测模块18、电压检测模块17、限流模块以及提醒模块19，其中：

电流检测模块18与供电模块1、热电半导体5以及计算控制模块3中的数据采集单元33连接，用于检测流经热电半导体5的电流数据；作为示例，电流检测模块18可以通过获取采样电阻的压降获得电流数据；

电压检测模块17与供电模块1以及计算控制模块3中的数据采集单元33连接，用于检测供电模块1的电压数据；作为示例，电压检测模块17采用分压电阻分压后采集得到电压数据；

限流模块与供电模块1以及计算控制模块3中的控制单元31连接，用于限流；作为示例，限流模块可以采用限流电阻串接进电路来实现；

提醒模块19与供电模块1以及计算控制模块3中的控制单元31连接，用于实现提醒功能；

数据采集单元33还用于获取电压数据，计算单元34还用于根据电压数据判断供电模块电量是否过低，控制单元31还用于在供电模块电量过低时控制提醒模块19进行低电量提醒；数据采集单元33还用于获取电流数据，计算单元34还用于根据电流数据判断供电电流是否过大，控制单元31还用于在供电电流过大时打开限流模块进行限流。

值得注意的是，在又一些实施例中，第二、第三温度检测模块与开关模块以及散热装置的组合，第四、第五温度检测模块与报警模块的组合，提醒模块与电压检测模块以及电流检测模块的组合，可以根据实际需要搭配组合使用或者有取舍的搭配使用，以实现选择更为丰富多样的功能产品。当设置多个温度检测模块时，可以提升系统的工作稳定性，达到在系统出现异常时及时进行报警以及系统保护的目的。

如图6所示，在其中一个实施例中，本发明还提供了一种半导体调温装置控制方法，其包括：

S1：获取目标温度数据以及工作端的当前温度数据；

S2：根据目标温度数据以及当前温度数据获得实际制冷或制热需求；

S3：根据实际制冷或制热需求控制电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经热电半导体。

在其中一个实施例中，半导体调温装置控制方法还包括：

S4：根据目标温度数据与当前温度数据的差值大小确定用户的需求迫切程度；

S5：根据需求迫切程度对应调节温度交换装置的电流大小和/或热电半导体的电流大小，热电半导体通过温度交换装置连接工作端；

S6：获取温度交换装置的进水温度数据以及出水温度数据；

S7：判断进水温度数据是否过高或过低；

S8：在进水温度数据过高时控制散热装置开启，以及在进水温度数据过低时控制散热装置关闭，散热装置设置在温度交换装置的对应位置；

S9：根据进水温度数据以及出水温度数据情况判断温度交换装置是否正常工作，在温度交换装置非正常工作时关闭系统；

S10：获取热电半导体的冷端温度数据以及热端温度数据；

S11：根据热电半导体的工作状态结合冷端温度数据以及热端温度数据情况判断热电半导体的冷端或热端是否超出温度极限；

S12：在热电半导体的冷端或热端超出温度极限时发出报警以及在发出报警后关闭系统；

S13：获取流经热电半导体的电流数据以及供电模块的电压数据，供电模块用于为系统供电；

S14：根据电压数据判断供电模块电量是否过低，在供电模块电量过低时进行低电量报警；

S15：根据电流数据判断供电电流是否过大，在供电电流过大时进行限流。

应该理解的是，本实施例中的各步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半导体调温装置控制系统，其特征在于，包括：

第一温度检测模块，用于检测工作端的当前温度数据；

控制端，用于设定目标温度数据；

热电半导体，用于制热、制冷；

供电模块，与所述控制端、所述第一温度检测模块连接，用于向系统供电；

电流切换电路，与所述热电半导体以及所述供电模块连接，用于对流经所述热电半导体的电流方向进行切换；

温度交换装置，与所述热电半导体、所述工作端以及所述供电模块连接，用于将所述热电半导体输出的冷量或热量传导至所述工作端；

计算控制模块，与所述控制端、所述第一温度检测模块、所述供电模块以及所述电流切换电路连接，用于获取所述目标温度数据以及所述当前温度数据，根据所述目标温度数据与所述当前温度数据确定实际制冷或制热需求，并根据所述实际制冷或制热需求来控制所述电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体。

2.根据权利要求1所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于，所述计算控制模块包括：

数据采集单元，与所述第一温度检测模块连接，用于获取所述当前温度数据；

通讯单元，与所述控制端连接，用于获取所述目标温度数据；

计算单元，与所述数据采集单元及通讯单元连接，用于根据所述目标温度数据与所述当前温度数据确定实际制冷或制热需求；

控制单元，与所述计算单元及所述电流切换电路连接，用于根据所述实际制冷或制热需求来控制所述电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体；

所述电流切换电路为全桥电路；

所述计算控制模块还包括第一PWM模块，所述第一PWM模块与所述控制单元连接，所述第一PWM模块用于生成第一PWM信号；

所述第一PWM模块通过第一PWM驱动放大电路连接所述全桥电路；

所述计算控制模块中的计算单元还用于根据所述目标温度数据与所述当前温度数据的差值大小判断用户的需求迫切程度；

所述计算控制模块中的控制单元还用于根据所述需求迫切程度来对应调节所述第一PWM模块生成的第一PWM信号的占空比来调整所述热电半导体的输入电流的大小和电流的方向，用于控制是制热还是制冷及加热和制冷的功率。

3.根据权利要求2所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于，所述半导体调温装置控制系统还包括功率控制电路，其中：

所述功率控制电路与所述温度交换装置、所述供电模块以及所述计算控制模块中的所述控制单元连接，用于控制所述温度交换装置的输入电流大小；

所述计算控制模块中的控制单元还用于根据所述需求迫切程度对应调节所述功率控制电路输出到所述温度交换装置的电流大小。

4.根据权利要求3所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于：

所述功率控制电路为半桥电路；

所述计算控制模块还包括第二PWM模块，所述第二PWM模块用于生成第二PWM信号；

所述第二PWM模块通过第二PWM驱动放大电路连接所述半桥电路；

所述计算控制模块中的控制单元通过调节所述第二PWM模块生成的第二PWM信号的占空比来调整所述温度交换装置的输入电流大小。

5.根据权利要求2所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于，所述半导体调温装置控制系统还包括第二温度检测模块、第三温度检测模块、散热装置以及开关模块，其中：

所述第二温度检测模块与所述计算控制模块中的所述数据采集单元以及所述温度交换装置连接，用于检测所述温度交换装置的进水温度数据；

所述第三温度检测模块与所述计算控制模块中的所述数据采集单元以及所述温度交换装置连接，用于检测所述温度交换装置的出水温度数据；

所述散热装置通过所述开关模块分别与所述计算控制模块中的控制单元以及所述供电模块连接；

所述数据采集单元还用于获取所述进水温度数据，所述计算单元还用于对所述进水温度数据是否过高或过低进行判断，所述控制单元还用于在所述进水温度数据过高时通过所述开关电路控制所述散热装置开启，以及在所述进水温度数据过低时通过所述开关电路控制所述散热装置关闭；所述数据采集单元还用于获取所述出水温度数据，所述计算单元还用于根据所述进水温度数据以及所述出水温度数据情况判断所述温度交换装置是否正常工作，所述控制单元还用于在所述温度交换装置非正常工作时关闭系统。

6.根据权利要求2所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于，还包括第四温度检测模块、第五温度检测模块以及报警模块，其中：

所述第四温度检测模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述热电半导体的冷端温度数据；

所述第五温度检测模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述热电半导体的热端温度数据；

所述报警模块分别与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于实现系统报警；

所述数据采集单元还用于获取所述冷端温度数据以及所述热端温度数据，所述计算单元还用于根据所述热电半导体的工作状态结合所述冷端温度数据以及所述热端温度数据情况判断所述热电半导体的冷端或热端是否超出温度极限，所述控制单元还用于在所述热电半导体的冷端或热端超出温度极限时控制所述报警模块发出报警以及在发出报警后关闭系统。

7.根据权利要求2所述的半导体调温装置控制系统，其特征在于，所述半导体调温装置控制系统还包括电流检测模块、电压检测模块、限流模块以及提醒模块，其中：

所述电流检测模块与所述供电模块、所述热电半导体以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测流经所述热电半导体的电流数据；

所述电压检测模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的数据采集单元连接，用于检测所述供电模块的电压数据；

所述限流模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于限流；

所述提醒模块与所述供电模块以及所述计算控制模块中的控制单元连接，用于实现提醒功能；

所述数据采集单元还用于获取所述电压数据，所述计算单元还用于根据所述电压数据判断所述供电模块电量是否过低，所述控制单元还用于在所述供电模块电量过低时控制所述提醒模块进行低电量提醒；所述数据采集单元还用于获取所述电流数据，所述计算单元还用于根据所述电流数据判断供电电流是否过大，所述控制单元还用于在所述供电电流过大时打开所述限流模块进行限流。

8.一种半导体调温装置控制方法，其特征在于，包括：

获取目标温度数据以及工作端的当前温度数据；

根据所述目标温度数据以及所述当前温度数据获得实际制冷或制热需求；根据所述实际制冷或制热需求控制电流切换电路切换到相应状态以使得电流以相应电流方向流经所述热电半导体。

9.根据权利要求8所述的半导体调温装置控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述目标温度数据与所述当前温度数据的差值大小确定用户的需求迫切程度；根据所述需求迫切程度对应调节温度交换装置的输入电流大小和/或热电半导体的输入电流大小，所述热电半导体通过所述温度交换装置连接所述工作端；

获取所述温度交换装置的进水温度数据以及出水温度数据；

判断所述进水温度数据是否过高或过低；在所述进水温度数据过高时控制散热装置开启，以及在所述进水温度数据过低时控制所述散热装置关闭，所述散热装置设置在所述温度交换装置的对应位置；

根据所述进水温度数据以及所述出水温度数据情况判断所述温度交换装置是否正常工作，在所述温度交换装置非正常工作时关闭系统。

10.根据权利要求8所述的半导体调温装置控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述热电半导体的冷端温度数据以及热端温度数据；

根据所述热电半导体的工作状态结合所述冷端温度数据以及所述热端温度数据情况判断所述热电半导体的冷端或热端是否超出温度极限，在所述热电半导体的冷端或热端超出温度极限时发出报警以及在发出报警后关闭系统；

获取流经所述热电半导体的电流数据以及供电模块的电压数据，所述供电模块用于为系统供电；

根据所述电压数据判断所述供电模块电量是否过低，在所述供电模块电量过低时进行低电量报警；

根据所述电流数据判断供电电流是否过大，在所述供电电流过大时进行限流。

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