CN112665212A - 半导体制冷控制器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种半导体制冷控制器及控制系统。其中，半导体制冷控制器，包括：自动识别电路；自动识别电路的输入端用于接入交流电源和/或直流电源，输出端用于输出交流电压或直流电压；用于连接温度传感器的电压转换控制电路；电压转换控制电路的输入端连接自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；电压转换控制电路对接收到的交流电压或直流电压进行转换及控制，向半导体制冷器输出直流工作电压；其中，电压转换控制电路根据温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给半导体制冷器的直流工作电压，以达到温控要求。本申请提供了能兼容交流直流两种不同场景的交直流两用控制器。

Description

半导体制冷控制器及控制系统

技术领域

本申请涉及半导体制冷技术领域，特别是涉及一种半导体制冷控制器及控制系统。

背景技术

半导体制冷技术由于其具有独特的结构紧凑、冷量调节方便、工作噪声低、无振动、无需改变结构只改变电源极性即可制冷制热等特点，在家庭、宾馆用冷藏箱、红酒柜、车用半导体冷藏箱等得到了广泛应用。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：随着人们生活水平及消费者应用需求的不断提高，传统缺乏能够兼容交流和直流两种供电方式的控制设备，无法满足半导体制冷系统的要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够兼容交直流供电的半导体制冷控制器及控制系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种半导体制冷控制器，包括：

自动识别电路；自动识别电路的输入端用于接入交流电源和/或直流电源，输出端用于输出交流电压或直流电压；

用于连接温度传感器的电压转换控制电路；电压转换控制电路的输入端连接自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；电压转换控制电路对接收到的交流电压或直流电压进行转换及控制，向半导体制冷器输出直流工作电压；

其中，电压转换控制电路根据温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给半导体制冷器的直流工作电压，以达到温控要求。

在其中一个实施例中，自动识别电路为DC自动识别电路或AC自动识别电路；

DC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压；

AC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压。

在其中一个实施例中，DC自动识别电路包括第一直流继电器和第二直流继电器；

第一直流继电器的第一常闭触点、第二直流继电器的第一常闭触点均用于连接交流电源的输入端；第一直流继电器的第二常闭触点、第二直流继电器的第二常闭触点均连接交流电压输出端口；

第一直流继电器的第一常开触点、第二直流继电器的第一常开触点均用于连接直流电源的输入端；第一直流继电器的第二常开触点、第二直流继电器的第二常开触点均连接直流电压输出端口；

第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均用于连接直流电源的输入端。

在其中一个实施例中，AC自动识别电路包括第一交流继电器和第二交流继电器；

第一交流继电器的第一常闭触点、第二交流继电器的第一常闭触点均用于连接直流电源的输入端；第一交流继电器的第二常闭触点、第二交流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

第一交流继电器的第一常开触点、第二交流继电器的第一常开触点均用于连接交流电源的输入端；第一交流继电器的第二常开触点、第二交流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

第一交流继电器的控制端、第二交流继电器的控制端均用于连接交流电源的输入端。

在其中一个实施例中，AC自动识别电路包括第一直流继电器、第二直流继电器和AC-DC转换电路；

第一直流继电器的第一常开触点、第二直流继电器的第一常开触点均用于连接交流电源的输入端；第一直流继电器的第二常开触点、第二直流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

第一直流继电器的第一常闭触点、第二直流继电器的第一常闭触点用于连接直流电源的输入端；第一直流继电器的第二常闭触点、第二直流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均用于通过AC-DC转换电路连接交流电源的输入端。

在其中一个实施例中，自动识别电路为设于半导体制冷控制器外部的互斥型电源插座；互斥型电源插座包含机械互斥结构，以使电源插座单次仅允许直流插头或交流插头插入。

在其中一个实施例中，电压转换控制电路包括均连接温度传感器的第一电源转换模块、第二电源转换模块；

第一电源转换模块将自动识别电路输出的交流电压转换为直流电压，向半导体制冷器输出直流电压经脉宽调制后得到的直流工作电压；

第二电源转换模块对自动识别电路输出的直流电压进行脉宽调制，向半导体制冷器输出直流工作电压。

在其中一个实施例中，电压转换控制电路包括连接温度传感器的AC-DC转换器；

AC-DC转换器的输入端连接自动识别电路的交流电压输出端口，输出端用于连接半导体制冷器；自动识别电路的直流电压输出端口用于连接半导体制冷器。

在其中一个实施例中，电压转换控制电路包括第一电源转换模块，以及连接温度传感器的第二电源转换模块；第二电源转换模块的输入端连接自动识别电路的直流电压输出端口，输出端用于连接半导体制冷器；

第一电源转换模块的输入端连接自动识别电路的交流电压输出端口，输出端通过第二电源转换模块连接半导体制冷器。

一种半导体制冷控制系统，包括温度传感器，半导体制冷器，以及如上述的半导体制冷控制器；

半导体制冷控制器分别与温度传感器、半导体制冷器连接，并用于接入交流电源和/或直流电源。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请通过前端设置自动识别电路，可实现单独AC，单独DC及AC、DC同时三种输入模式的自动识别、切换，且自动识别电路仅有AC或DC一种电压输出。自动识别电路配合电压转换控制电路，进而实现半导体制冷控制功能。其中，电压转换控制电路根据温度传感器感应温度值，以脉宽调制方式对输出给半导体制冷器的电压进行控制，调节半导体制冷器的制冷量，满足温度传感器控制温度需求。本申请能兼容交流直流两种不同场景，提供了适应交流(例如，家庭)和直流(例如，汽车)两种供电方式的交直流两用控制器，并且该控制器可以满足交流、直流两种电源输入均可工作的半导体制冷系统。

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为一实施例中半导体制冷控制器的应用场景示意图；

图2为一实施例中半导体制冷控制器的结构示意图；

图3为一实施例中自动识别电路结构框图；

图4为一实施例中DC自动识别电路结构示意图；

图5为一实施例中AC自动识别电路结构示意图；

图6为另一实施例中AC自动识别电路结构示意图；

图7a～图7b为一实施例中电压转换控制电路结构示意图；

图8a～图8b为另一实施例的电压转换控制电路结构示意图；

图9a～图9b为再一实施例的电压转换控制电路结构示意图。

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。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

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。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的半导体制冷控制器，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，半导体制冷控制器分别与温度传感器NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)以及半导体制冷器(TEC，Thermo Electric Cooler)相连接，半导体制冷控制器根据NTC的感温值，以相应的转换方式控制TEC工作电压，调节TEC的制冷量，以达到NTC控制温度要求。

需要说明的是，半导体制冷控制器可以接入交流电源(AC)和/或直流电源(DC)。其中，直流电源可以为汽车点烟器，而汽车点烟器电压值(一般小型汽车12V，运输车24V)可与半导体制冷器工作电压直接匹配，

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种半导体制冷控制器，以该控制器应用于图1为例进行说明，包括：

自动识别电路；自动识别电路的输入端用于接入交流电源和/或直流电源，输出端用于输出交流电压或直流电压；

用于连接温度传感器的电压转换控制电路；电压转换控制电路的输入端连接自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；电压转换控制电路对接收到的交流电压或直流电压进行转换及控制，向半导体制冷器输出直流工作电压；

其中，电压转换控制电路根据温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给半导体制冷器的直流工作电压，以达到温控要求。

具体而言，本申请通过前端设置自动识别电路，其输入端用于接入交流电源和/或直流电源，其输出端用于输出交流电压或直流电压；即自动识别电路可实现单独AC，单独DC及AC、DC同时三种输入模式的自动识别、切换，且自动识别电路仅有AC或DC一种电压输出。自动识别电路使得本申请控制器可以满足交流、直流两种电源输入均可工作的半导体制冷系统。

如图3所示，自动识别电路可以为设于半导体制冷控制器内部的电路器件，也可以是设于半导体制冷控制器外部的器件。

在一个示例中，自动识别电路可以为设于半导体制冷控制器外部的互斥型电源插座；互斥型电源插座包含机械互斥结构，以使电源插座单次仅允许直流插头或交流插头插入；插座形外置的自动识别电路，使得本申请半导体控制器可以为对应输入端电源座互斥结构设计，每次仅允许一种交流或者直流电源输入的半导体制冷控制器；

以上，输入电源“互斥”功能可以通过硬件互斥电源输入座实现；本申请通过互斥输入电源座(即互斥型电源插座)设计，实现了交流(AC)、直流(DC)两种不同输入方式的独立分离，结构保证每次只有一路交流或直流电源输入，交流或直流输入任何一路均能实现半导体制冷系统制冷控制功能。

在另一个示例中，自动识别电路可以为具有自动识别功能的电路，实现DC、AC输入的自动识别，进而使得本申请半导体控制器可以为交流或直流单一电源输入或者交直流同时输入，对应的输入方式能自动识别或转换的控制器。

由于没有经过互斥型电源插座输入，电源输入则存在三种状态：独立DC、独立AC及DC与AC同时输入。由于TEC仅工作于任意一种电源输入，而本申请提出在DC、AC输入端设置“自动识别”电路，实现DC、AC输入的自动识别。即本申请可实现单独AC、单独DC及AC、DC同时三种输入模式的自动识别、切换，使“自动识别”电路仅有AC或DC一种电压输出。

在其中一个实施例中，自动识别电路可以为DC自动识别电路或AC自动识别电路；

DC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压；

AC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压。

具体而言，本申请可以通过控制器内部“自动识别”电路实现自动识别电路的相应功能。在一些实施例中，可以利用直流继电器或交流继电器的“常闭”及“常开”触点，通过多组双刀、双掷开关即可实现自动切换。例如，自动识别电路可以采用直流继电器，对应DC自动识别(或转换)功能；自动识别电路也可以采用交流继电器或直流继电器，均对应AC自动识别(或转换)功能。

其中，DC自动识别电路可以指当AC、DC同时插入时，实现DC输入(DC输入优先)的电路；AC自动识别电路可以指当AC、DC同时插入时，实现AC输入(AC输入优先)的电路。在一些实施例中，本申请中涉及的继电器可以包括电磁系统及触点系统，电磁系统由线圈、固定的铁芯和可动的衔铁构成，触点系统由动接点和静接点构成。当继电器电磁系统的线圈的输入量达到阈值时，在电磁作用下铁芯产生磁力，吸引衔铁，衔铁带动接点系统的动接点动作，使触点闭合或断开，改变触点系统所连接电路的通断。根据电磁系统线圈的输入量变化，控制触点的通断，当线圈输入量达到阈值，常开触点则会闭合，常闭触点则会断开，从而改变触点所连接电路的工作状态。

在其中一个实施例中，如图4所示，DC自动识别电路包括第一直流继电器和第二直流继电器；

第一直流继电器的第一常闭触点、第二直流继电器的第一常闭触点均用于连接交流电源的输入端；第一直流继电器的第二常闭触点、第二直流继电器的第二常闭触点均连接交流电压输出端口；

第一直流继电器的第一常开触点、第二直流继电器的第一常开触点均用于连接直流电源的输入端；第一直流继电器的第二常开触点、第二直流继电器的第二常开触点均连接直流电压输出端口；

第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均用于连接直流电源的输入端。

具体而言，如图4所示，DC自动识别电路(即图4中的DC自动识别电路)可以包括第一直流继电器(Relay_1)和第二直流继电器(Relay_2)；其中，第一直流继电器(Relay_1)的第一常闭触点(nc)用于与交流电源的火线输入端(AC输入的ACL)连接，第二常闭触点(nc)用于与交流电压输出端口中的火线输出端(AC输出的ACL)连接；第二直流继电器(Relay_2)的第一常闭触点(nc)用于与交流电源的零线输入端(AC输入的ACN)连接，第二常闭触点(nc)用于与交流电压输出端口中的零线输出端(AC输出的ACN)连接。

同时，第一直流继电器(Relay_1)的第一常开触点(no)用于与直流电源的正极输入端(DC输入+)连接，第二常开触点(no)用于与直流电压输出端口中的正极输出端(DC输出+)连接；第二直流继电器(Relay_2)的第一常开触点(no)用于与直流电源的负极输入端(DC输入-)连接，第二常开触点(no)用于与直流电压输出端口中的负极输出端(DC输出-)连接；

第一直流继电器(Relay_1)的线圈(Coil)的一端连接直流电源的正极输入端(DC输入+)，第一直流继电器(Relay_1)的线圈(Coil)的另一端连接直流电源的负极输入端(DC输入-)；第二直流继电器(Relay_2)的线圈(Coil)的一端连接直流电源的正极输入端(DC输入+)，第二直流继电器(Relay_2)的线圈(Coil)的另一端连接直流电源的负极输入端(DC输入-)。

以上，图4所示的DC自动识别(或转换)功能，直流继电器Relay_1和直流继电器Relay_2的“常闭”触点(nc)连接在AC输入、输出端，“常开”触点(no)连接在DC输入、输出端。选择与DC电压匹配的直流继电器(线圈Coil电压规格相符合)，继电器控制端(线圈Coil)与DC输入端正、负极相连。当单独AC输入时，继电器控制端(线圈Coil)无电压输入，继电器处于“常闭”触点(nc)接通状态，实现AC输入；当单独DC输入时，继电器控制端(线圈Coil)有电压输入，继电器“常开”触点(no)接通，自动实现DC输入；当AC、DC同时插入时，由于继电器控制端(线圈Coil)有电压输入，继电器“常开”触点(no)接通，实现DC输入(DC输入优先)。

在其中一个实施例中，如图5所示，AC自动识别电路包括第一交流继电器和第二交流继电器；

第一交流继电器的第一常闭触点、第二交流继电器的第一常闭触点均用于连接直流电源的输入端；第一交流继电器的第二常闭触点、第二交流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

第一交流继电器的第一常开触点、第二交流继电器的第一常开触点均用于连接交流电源的输入端；第一交流继电器的第二常开触点、第二交流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

第一交流继电器的控制端、第二交流继电器的控制端均用于连接交流电源的输入端。

具体而言，如图5所示，AC自动识别电路(即图5中的AC自动识别电路)可以包括第一交流继电器(Relay_1)和第二交流继电器(Relay_2)；其中，第一交流继电器(Relay_1)的第一常闭触点(nc)用于与直流电源的正极输出端(DC输入+)连接，第二常闭触点(nc)用于与直流电压输出端口中的正极输入端(DC输出+)连接；第二交流继电器(Relay_2)的第一常闭触点(nc)用于与直流电源的负极输入端(DC输入-)连接，第二常闭触点(nc)用于与直流电压输出端口中的负极输出端(DC输出-)连接；

第一交流继电器(Relay_1)的第一常开触点(no)用于与交流电源的火线输入端(AC输入的ACL)连接，第二常开触点(no)用于与交流电压输出端口中的火线输出端(AC输出的ACL)连接；第二交流继电器(Relay_2)的第一常开触点(no)用于与交流电源的零线输入端(AC输入的ACN)连接，第二常开触点(no)用于与交流电压输出端口中的零线输出端(AC输出的ACN)连接；

第一交流继电器(Relay_1)的线圈(Coil)的一端连接交流电源的火线输入端(AC输入的ACL)，第一交流继电器(Relay_1)的线圈(Coil)的另一端连接交流电源的零线输入端(AC输入的ACN)；第二交流继电器(Relay_2)的线圈(Coil)的一端连接交流电源的火线输入端(AC输入的ACL)，第二交流继电器(Relay_2)的线圈(Coil)的另一端连接交流电源的零线输入端(AC输入的ACN)。

以上，图5所示的AC自动识别(或转换)功能，交流继电器Relay_1和交流继电器Relay_2的“常开”触点(no)连接在AC输入、输出端，“常闭”触点(nc)连接在DC输入、输出端。选择与AC电压匹配的交流继电器(线圈Coil电压规格相符合)，继电器控制端(线圈Coil)与AC输入端ACL极、ACN极相连。当单独AC输入而无DC输入时，继电器控制端(线圈Coil)有电压输入，继电器处于“常开”触点(no)接通状态，“常闭”触点(nc)断开，实现AC输入；当单独DC输入而无AC输入时，继电器控制端(线圈Coil)无电压输入，继电器“常闭”触点(nc)接通，“常开”触点(no)断开，自动实现DC输入；当AC、DC同时插入时，由于继电器控制端(线圈Coil)有电压输入，继电器“常开”触点(no)接通，“常闭”触点(nc)断开，实现AC输入(AC输入优先)。

在其中一个实施例中，如图6所示，AC自动识别电路可以包括第一直流继电器、第二直流继电器和AC-DC转换电路；

第一直流继电器的第一常开触点、第二直流继电器的第一常开触点均用于连接交流电源的输入端；第一直流继电器的第二常开触点、第二直流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

第一直流继电器的第一常闭触点、第二直流继电器的第一常闭触点用于连接直流电源的输入端；第一直流继电器的第二常闭触点、第二直流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均用于通过AC-DC转换电路连接交流电源的输入端。

具体而言，如图6所示，AC自动识别电路(即图6中的AC自动识别电路)可以包括第一直流继电器(Relay_1)、第二直流继电器(Relay_2)和AC-DC转换电路(ac-dc)；进一步的，第一直流继电器(Relay_1)和第二直流继电器(Relay_2)采用AC-DC转换电路为直流继电器提供线圈控制电压，进而自动实现AC输入与DC输入的识别和切换。

需要说明的是，图6对应AC自动识别(或转换)功能(AC输入优先)，与图5电路的区别在于采用类似图4中电路的直流继电器，图6电路中采用了AC-DC转换电路为直流继电器提供线圈控制电压。继电器转换动作条件类似于图5电路，自动实现AC输入与DC输入的识别和切换。

在采用上述各实施例中的自动识别电路完成输入电源“互斥”即只有一种AC或DC独立电源输入后，后端对TEC控制部分均可采用相应的控制模式，显著提高了TEC控制的适应性。其中，图4电路采用直流继电器，对应DC自动识别(或转换)功能；而图5电路采用交流继电器，图6电路采用直流继电器，均对应AC自动识别(或转换)功能。

进一步的，本申请中电压转换控制电路可以用于连接温度传感器；而电压转换控制电路的输入端连接自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；电压转换控制电路对接收到的交流电压或直流电压进行转换及控制，向半导体制冷器输出直流工作电压；其中，电压转换控制电路可以根据温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给半导体制冷器的直流工作电压，以达到温控要求。

AC和/或DC通过自动识别电路，每次仅有一路输入进入控制器。独立的AC输入进入控制器后，电压转换控制电路可以根据温度传感器NTC感应温度值，以脉冲宽度调制(PWM，Pulse width modulation)方式对输出给半导体制冷器的电压(电流)进行控制，调节TEC的制冷量，满足NTC控制温度需求。同理，当独立的DC输入进入控制器后，电压转换控制电路同样根据NTC感温值，以相应的转换方式(如采用PWM的DC-AC-DC方式)控制TEC工作电压，最终达到NTC控制温度要求。

其中，PWM电路可用于调整脉冲信号的脉冲宽度，包括但不局限于调整脉冲信号的周期和占空比，可通过集成在微控制器或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理)芯片内部的PWM控制器进行实现，也可采用分立的器件进行实现。进一步的，PWM电路可包括开关器件，开关器件的一端可用于接收输入电信号。开关器件的开关状态随输入电信号的电压大小进行调整，使得开关器件另一端的电压发生改变，从而实现脉冲信号的输出。通过对输入电信号进行调整，从而可改变开关器件的导通时间和断开时间，进而实现脉冲宽度可调。

本申请通过前端设置自动识别电路，可实现单独AC，单独DC及AC、DC同时三种输入模式的自动识别、切换，且自动识别电路仅有AC或DC一种电压输出。自动识别电路配合电压转换控制电路，进而实现半导体制冷控制功能。其中，电压转换控制电路根据温度传感器感应温度值，以脉宽调制方式对输出给半导体制冷器的电压进行控制，调节半导体制冷器的制冷量，满足温度传感器控制温度需求。本申请能兼容交流直流两种不同场景，提供了适应交流(例如，家庭)和直流(例如，汽车)两种供电方式的交直流两用控制器，并且该控制器可以满足交流、直流两种电源输入均可工作的半导体制冷系统。

在一个实施例中，提供了一种半导体制冷控制器，以该控制器应用于图1为例进行说明，包括：

自动识别电路；自动识别电路的输入端用于接入交流电源和/或直流电源，输出端用于输出交流电压或直流电压；

用于连接温度传感器的电压转换控制电路；电压转换控制电路的输入端连接自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；电压转换控制电路对接收到的交流电压或直流电压进行转换及控制，向半导体制冷器输出直流工作电压；其中，电压转换控制电路根据温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给半导体制冷器的直流工作电压，以达到温控要求。

在其中一个实施例中，如图7a～图7b所示，电压转换控制电路可以包括均连接温度传感器的第一电源转换模块、第二电源转换模块；

第一电源转换模块将自动识别电路输出的交流电压转换为直流电压，向半导体制冷器输出直流电压经脉宽调制后得到的直流工作电压；

第二电源转换模块对自动识别电路输出的直流电压进行脉宽调制，向半导体制冷器输出直流工作电压。

具体而言，如图7a所示，自动识别电路可以采用互斥型电源插座实现，如图7b所示，自动识别电路可以通过控制器内部“自动识别”电路实现。

如图7a～图7b所示，电压转换控制电路可以包括均连接温度传感器(NTC)的第一电源转换模块(AC-DC)、第二电源转换模块(DC-DC)；其中，AC和/或DC，可以通过互斥型电源插座或自动识别电路进行处理，每次仅有一路输入进入控制器中的电压转换控制电路进行处理。

独立的AC输入进入控制器后，根据温度传感器NTC感应温度值，以脉宽调制方式对输出给半导体制冷器(TEC)的电压(电流)进行控制，调节TEC的制冷量，满足NTC控制温度需求。同理，当独立的DC输入进入控制器后，同样根据NTC感温值，以DC-DC转换方式(如采用PWM的DC-AC-DC方式)控制TEC工作电压，最终达到NTC控制温度要求。

在其中一个实施例中，如图8a～图8b所示，电压转换控制电路包括连接温度传感器的AC-DC转换器；

AC-DC转换器的输入端连接自动识别电路的交流电压输出端口，输出端用于连接半导体制冷器；自动识别电路的直流电压输出端口用于连接半导体制冷器。

具体而言，如图8a所示，自动识别电路可以采用互斥型电源插座实现，如图8b所示，自动识别电路可以通过控制器内部“自动识别”电路实现。

如图8a～图8b所示，电压转换控制电路可以包括连接温度传感器(NTC)的AC-DC转换器(AC-DC)；其中，相较于前述实施例，本申请还提供了一种简化型控制器；汽车点烟器电压值(一般小型汽车12V，运输车24V)可与半导体制冷器工作电压直接匹配，对此，本申请提出可以采用图8a～图8b所示的控制器，其工作原理如下：AC输入的控制模式中，根据NTC，通过AC-DC转换以PWM方式控制输出到TEC的工作电压，直到满足NTC温度要求为止。而DC输入时，则可以采用直接输入给TEC方式，简化控制器，提高了可靠性，降低了成本。其中，直流输入即用于汽车使用工况时，TEC输入电压对应汽车点烟器直流电压，其制冷量不受NTC感应温度控制。

在其中一个实施例中，如图9a～图9b所示，电压转换控制电路包括第一电源转换模块，以及连接温度传感器的第二电源转换模块；第二电源转换模块的输入端连接自动识别电路的直流电压输出端口，输出端用于连接半导体制冷器；

第一电源转换模块的输入端连接自动识别电路的交流电压输出端口，输出端通过第二电源转换模块连接半导体制冷器。

具体而言，如图9a所示，自动识别电路可以采用互斥型电源插座实现，如图9b所示，自动识别电路可以通过控制器内部“自动识别”电路实现。

如图9a～图9b所示，电压转换控制电路可以包括第一电源转换模块(AC-DC)，以及连接温度传感器(NTC)的第二电源转换模块(DC-DC)；其工作原理可以为：交流AC输入后先经过AC-DC转换，将AC交流转换成恒定DC直流电压(也可与汽车点烟器电源一致，转换为12V或24V)，在AC-DC转换输出端与DC输入并联，在后续的DC-DC转换过程中，根据NTC感应温度对输出给TEC的电压进行控制，最终达到NTC温度要求。其中，TEC工作电压大小控制仅在DC-DC模块完成。

需要说明的是，在基于前文各实施例完成输入电源“互斥”即只有一种AC或DC独立电源输入后，后端对TEC控制部分均可采用本申请各实施例中电压转换控制电路涉及到的控制模式。

本申请能兼容交流直流两种不同场景，提供了适应交流(例如，家庭)和直流(例如，汽车)两种供电方式的交直流两用控制器。同时，本申请简化控制器，提高了可靠性，降低了成本。

在一个实施例中，提供了一种半导体制冷控制系统，包括温度传感器，半导体制冷器，以及如上述的半导体制冷控制器；

半导体制冷控制器分别与温度传感器、半导体制冷器连接，并用于接入交流电源和/或直流电源。

具体而言，半导体制冷控制器的实现方式可以参阅前文各实施例，此处不再赘述。本申请能兼容交流直流两种不同场景，提供了适应交流(例如，家庭)和直流(例如，汽车)两种供电方式的交直流两用控制器，并且该控制器可以满足交流、直流两种电源输入均可工作的半导体制冷系统。

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)

1.一种半导体制冷控制器，其特征在于，包括：

自动识别电路；所述自动识别电路的输入端用于接入交流电源和/或直流电源，输出端用于输出交流电压或直流电压；

用于连接温度传感器的电压转换控制电路；所述电压转换控制电路的输入端连接所述自动识别电路的输出端，输出端用于连接半导体制冷器；所述电压转换控制电路对接收到的所述交流电压或所述直流电压进行转换及控制，向所述半导体制冷器输出直流工作电压；

其中，所述电压转换控制电路根据所述温度传感器输出的感应温度值，采用脉宽调制控制输出给所述半导体制冷器的所述直流工作电压，以达到温控要求。

2.根据权利要求1所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述自动识别电路为DC自动识别电路或AC自动识别电路；

所述DC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压；

所述AC自动识别电路用于在接入交流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压，在接入直流电源的情况下、于直流电压输出端口输出直流电压，以及在同时接入交流电源和直流电源的情况下、于交流电压输出端口输出交流电压。

3.根据权利要求2所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述DC自动识别电路包括第一直流继电器和第二直流继电器；

所述第一直流继电器的第一常闭触点、所述第二直流继电器的第一常闭触点均用于连接所述交流电源的输入端；所述第一直流继电器的第二常闭触点、所述第二直流继电器的第二常闭触点均连接交流电压输出端口；

所述第一直流继电器的第一常开触点、所述第二直流继电器的第一常开触点均用于连接所述直流电源的输入端；所述第一直流继电器的第二常开触点、所述第二直流继电器的第二常开触点均连接直流电压输出端口；

所述第一直流继电器的控制端、所述第二直流继电器的控制端均用于连接所述直流电源的输入端。

4.根据权利要求2所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述AC自动识别电路包括第一交流继电器和第二交流继电器；

所述第一交流继电器的第一常闭触点、所述第二交流继电器的第一常闭触点均用于连接所述直流电源的输入端；所述第一交流继电器的第二常闭触点、所述第二交流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

所述第一交流继电器的第一常开触点、所述第二交流继电器的第一常开触点均用于连接所述交流电源的输入端；所述第一交流继电器的第二常开触点、所述第二交流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

所述第一交流继电器的控制端、所述第二交流继电器的控制端均用于连接所述交流电源的输入端。

5.根据权利要求2所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述AC自动识别电路包括第一直流继电器、第二直流继电器和AC-DC转换电路；

所述第一直流继电器的第一常开触点、所述第二直流继电器的第一常开触点均用于连接所述交流电源的输入端；所述第一直流继电器的第二常开触点、所述第二直流继电器的第二常开触点均连接交流电压输出端口；

所述第一直流继电器的第一常闭触点、所述第二直流继电器的第一常闭触点用于连接所述直流电源的输入端；所述第一直流继电器的第二常闭触点、所述第二直流继电器的第二常闭触点均连接直流电压输出端口；

所述第一直流继电器的控制端、所述第二直流继电器的控制端均用于通过所述AC-DC转换电路连接所述交流电源的输入端。

6.根据权利要求1所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述自动识别电路为设于所述半导体制冷控制器外部的互斥型电源插座；所述互斥型电源插座包含机械互斥结构，以使电源插座单次仅允许直流插头或交流插头插入。

7.根据权利要求1至6任一项所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述电压转换控制电路包括均连接所述温度传感器的第一电源转换模块、第二电源转换模块；

所述第一电源转换模块将所述自动识别电路输出的交流电压转换为直流电压，向所述半导体制冷器输出直流电压经脉宽调制后得到的所述直流工作电压；

所述第二电源转换模块对所述自动识别电路输出的直流电压进行脉宽调制，向所述半导体制冷器输出所述直流工作电压。

8.根据权利要求1至6任一项所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述电压转换控制电路包括连接所述温度传感器的AC-DC转换器；

所述AC-DC转换器的输入端连接所述自动识别电路的交流电压输出端口，输出端用于连接所述半导体制冷器；所述自动识别电路的直流电压输出端口用于连接所述半导体制冷器。

9.根据权利要求1至6任一项所述的半导体制冷控制器，其特征在于，所述电压转换控制电路包括第一电源转换模块，以及连接所述温度传感器的第二电源转换模块；所述第二电源转换模块的输入端连接所述自动识别电路的直流电压输出端口，输出端用于连接所述半导体制冷器；

所述第一电源转换模块的输入端连接所述自动识别电路的交流电压输出端口，输出端通过所述第二电源转换模块连接所述半导体制冷器。

10.一种半导体制冷控制系统，其特征在于，包括温度传感器，半导体制冷器，以及如权利要求1至9任一项所述的半导体制冷控制器；

所述半导体制冷控制器分别与所述温度传感器、所述半导体制冷器连接，并用于接入交流电源和/或直流电源。

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