CN114484924A - 半导体制冷设备及供电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种半导体制冷设备及供电控制方法。所述半导体制冷设备包括电源模块、主控单元、PWM控制器、温区和供冷模块，供冷模块与温区一一对应；电源模块包括高压区和低压区；主控单元用于控制所述供冷模块可选择地与电源模块的高压区或低压区连接；PWM控制器与所述供冷模块一一对应。所述供电控制方法包括：采集温区的实际温度，获取温区实际温度与设定温度的差值，控制温区的供冷模块选择与电源模块的高压区连接或与电源模块的低压区连接或断开与电源模块的连接。本发明电源模块的低压区可用于小温差范围温度控制，利于提升PWM的控制精度，降低能耗。电源模块的高压区可用于大温差范围温度控制，确保制冷量。

Description

半导体制冷设备及供电控制方法

技术领域

本发明涉及制冷领域，特别涉及一种半导体制冷设备及供电控制方法。

背景技术

目前通过半导体供冷模块制冷的半导体制冷设备，例如酒柜，一般采用单一的电压输出范围给半导体供冷模块供电，为了保证足够的制冷量，电压需要较大的范围。当通过PWM(脉冲宽度调制)控制模块控制半导体供冷模块的供电时，较大的电压范围使PWM控制精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PWM控制精度高的半导体制冷设备及供电控制方法。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种半导体制冷设备，包括电源模块、复数个温区和复数个供冷模块，所述供冷模块与所述温区一一对应且所述供冷模块向所述温区供冷，所述电源模块向所述供冷模块供电；

所述电源模块包括高压区和低压区，所述高压区的电压大于所述低压区；

所述半导体制冷设备还包括：

主控单元，用于控制所述供冷模块可选择地与所述电源模块的高压区或低压区连接；

复数个PWM控制器，所述PWM控制器与所述供冷模块一一对应，所述PWM控制器设置于所述电源模块与所述供冷模块之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体制冷设备还包括：

第一单刀多掷开关，所述第一单刀多掷开关在所述主控单元的控制下使所述供冷模块选择性地与所述电源模块的低压区或高压区连接；

选择开关，当选择开关闭合时，复数个所述供冷模块同时与所述电源模块连接；

第二单刀多掷开关，设置于所述第一单刀双掷开关和选择开关之间，当所述选择开关断开时，所述第一单刀多掷开关通过所述第二单刀多掷开关可选择地与复数个所述供冷模块连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，每个所述供冷模块通过一第三单刀多掷开关与所述电源模块连接，所述第三单刀多掷开关在所述主控单元的控制下使所述供冷模块可选择地与所述高压区连接或低压区连接。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种半导体制冷设备的供电控制方法，所述方法包括以下步骤：

采集制冷设备的第一温区和第二温区的实际温度；

获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；

判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小；

若△T1和△T2的和值大于第二阈值，则判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块连接电源模块的高压区，第二温区的供冷模块连接电源模块的低压区或断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接或断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块连接电源模块的高压区。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

判断△T1和△T2的和值与预设的第一阈值的大小，其中，第一阈值小于第二阈值；

在△T1和△T2的和值在第一阈值和第二阈值之间时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1和△T2的和值小于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1和△T2的和值大于第二阈值时，判断△T1和△T2的大小；△T1大于△T2，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；△T2大于△T1，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

判断△T1、△T2与预设的第一阈值的大小，其中，第一阈值小于第二阈值；

在△T1和△T2均大于第一阈值，且△T1和△T2的和值大于第二阈值时，判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；△T2大于△T1，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1和△T2均大于第一阈值，且△T1和△T2的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1大于第一阈值，△T2小于等于第一阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1小于等于第一阈值，△T2大于第一阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1和△T2均小于等于第一阈值时，判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；

在△T1和△T2的和值大于第一阈值时，判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1和△T2的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式一种半导体制冷设备的供电控制方法，所述方法包括以下步骤：

采集制冷设备第一温区、第二温区和第三温区的实际温度；

获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；获取第三温区实际温度与设定温度的差值△T3；其中，△T1≤△T2≤△T3；

判断△T1、△T2、△T3与预设的第一阈值的大小；

在第一阈值≤△T1≤△T2≤△T3时，判断△T1、△T2、△T3的和值与预设的第二阈值的大小，其中，第二阈值大于第一阈值；

在△T1、△T2、△T3的和值大于第二阈值时，控制第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区、第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1≤第一阈值≤△T2≤△T3时，判断△T2与△T3的和值与预设的第二阈值的大小；

在△T2与△T3的和值大于第二阈值时，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T2与△T3的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1≤△T2≤第一阈值≤△T3时，判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；

在△T1与△T2的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1与△T2的和值大于第一阈值时，判断第一阈值和△T2的差值与预设的跃迁阈值的大小；若第一阈值和△T2的差值大于跃迁阈值，则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；若第一阈值的△T2的差值小于等于跃迁阈值，则控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1≤△T2≤△T3≤第一阈值时，判断△T1、△T2、△T3的和值与第一阈值的大小；

在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区、第二温区、第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在△T1、△T2、△T3的和值大于第一阈值时，判断第一阈值与△T3的差值与跃迁阈值的大小；

在第一阈值与△T3的差值大于跃迁阈值时，判断△T2和△T3的和值是否大于第一阈值；是则控制第一温区和第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；否则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在第一阈值与△T3的差值小于等于跃迁阈值时，判断△T1和△T2的和值是否大于第一阈值；是则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；否则控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的半导体制冷设备及供电控制方法，供冷模块可选择地与电源模块的高压区或低压区连接。低压区可用于小温差范围温度控制，利于提升PWM的控制精度，可以在半导体制冷设备开关机时温度波动小且降低了开关机的耗电量。高压区可用于大温差范围温度控制，确保制冷量。并且本发明的半导体制冷设备的供电控制方法，可避免通过高压区向多个温区的供冷模块供电时电压不足的情况发生。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的半导体制冷设备的结构示意图；

图2是本发明第二实施方式的半导体制冷设备的结构示意图；

图3是本发明第一种半导体制冷设备的供电控制方法流程图；

图4是本发明第二种半导体制冷设备的供电控制方法流程图；

图5是本发明第三种半导体制冷设备的供电控制方法流程图；

其中：10、电源模块；11、高压区；12、低压区；20、主控单元；30、温区；40、供冷模块；50、PWM控制器；60、第一单刀多掷开关；70、第二单刀多掷开关；80、选择开关；90、第三单刀多掷开关。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

本发明的实施例提供了一种半导体制冷设备，包括电源模块10、主控单元20、复数个温区30、复数个供冷模块40和复数个PWM控制器50。

温区30和供冷模块40一一对应设置且供冷模块40向温区30供冷。

电源模块10的作用是温区30的供冷模块40供电。电源模块10包括高压区11和低压区12，高压区11的电压大于低压区12。

高压区11和低压区12都是电压的范围，高压区11电压的下限值大于低压区12电压的上限值。在本发明中，高压区11和低压区12的范围可根据实际情况设定，本发明不做具体限定。并且，本发明中的高、低指的是两个区域的电压值相对对方高或者低，本领域技术人员可知悉电源模块10中电压值相对另一个区域高的区域为高压区11，电压值相对另一个区域低的区域为低压区12。因此，本发明中的高、低并非为含义不确定的用语。

主控单元20用于控制供冷模块40可选择地通过电源模块10的高压区11或低压区12供电。供冷模块40可选择地通过电源模块10的高压区11或低压区12供电，其具体含义是供冷模块40可以通过电源模块10的高压区11供电，也可以通过电源模块10的低压区12供电。

PWM控制器50与供冷模块40一一对应，PWM控制器50设置于电源模块10与供冷模块40之间。

低压区12可用于小温差范围温度控制，即当半导体制冷设备某一温区30的实际温度与预设温度的差值较小时，该温区30对应的供冷模快40通过低压区12供电，利于提升PWM的控制精度，并且通过较小的电压值确保半导体制冷设备的温度变化不会太大，从而在半导体制冷设备开关机时温度波动小。并且在半导体制冷设备开关机时，较低的电压值可以降低开关机的耗电量。高压区11可用于大温差范围温度控制，即当半导体制冷设备某一温区30的实际温度与预设温度的差值较大时，该温区30对应的供冷模块40通过高压区11供电，可以确保制冷量。本发明实施例的电源模块10通过设置高压区11和低压区12，可根据温区的实际温度调整电源模块10的供电电压范围，兼顾PWM控制精度和制冷量的需求。

实现供冷模块40选择性地通过电源模块10的高压区11或低压区12供电的方式有很多种，本发明的实施例提供两种实现方式。

如图1所示，在本发明的第一实施方式中，半导体制冷设备还包括第一单刀多掷开关60、第二单刀多掷开关70和选择开关80。

第一单刀多掷开关60的两个不动端分别与电源模块10的高压区11或低压区12电性连接，第一单刀多掷开关60的动端与第二单刀多掷开关70的动端电性连接。第二单刀多掷开关70的不动端与供冷模块32电性连接。这里以一个电源模块10向两个温区30对应的供冷模块40供电进行说明，第二单刀多掷开关70具有两个不动端，两个不动端分别连接一供冷模块40。每个供冷模块40与第二单刀多掷开关70之间均对应设置有一PWM控制器50。

选择开关80设置于第二单刀多掷开关70与供冷模块40之间，其闭合时可以使两个温区30对应的供冷模块40同时与第二单刀多掷开关70连通。

主控单元20可控制第一单刀多掷开关60、第二单刀多掷开关70和选择开关80的开闭。

第一单刀多掷开关60在主控单元20的控制下，其动端与两个不动端选择性地连通，从而使供冷模块40选择性地与所述电源模块10的低压区12或高压区11连接。当选择开关80在主控单元20的控制下闭合时，复数个供冷模块40同时与电源模块10连接。当选择开关80断开时，第二单刀多掷开关70在主控单元20的控制下，通过动端与多个不动端选择性地连通，第一单刀多掷开关60可选择地与复数个所述供冷模块40连接。当第二单刀多掷开关70或第一单刀多掷开关60断开时，温区30对应的供冷模块40断开与电源模块10的连接，即零电压。

第一单刀多掷开关60可设置于电源模块10内，主控单元20与电源模块10电性连接，从而控制第一单刀多掷开关60的闭合。显然的，第一单刀多掷开关60也可设置于电源模块10外。

如图2所示，在本发明的第二实施方式中，半导体制冷设备还包括复数个第三单刀多掷开关90，第三单刀多掷开关90与供冷模块40一一对应，每个供冷模块40通过一第三单刀多掷开关90与电源模块10连接。

本实施例优选第三单刀多掷开关90为单刀双掷开关，其两个不动端分别与电源模块10的高压区11和低压区12连接，其动端与供冷模块40连接。第三单刀多掷开关90在所述主控单元20的控制下闭合，动端选择性地与两个不动端连接，使供冷模块40可选择地与高压区11连接或低压区12连接。当第三单刀多掷开关90断开时，温区30的供冷模块40断开与电源模块的连接，即零电压。

本发明还提供了一种半导体制冷设备的供电控制方法，包括以下步骤：

采集制冷设备的第一温区和第二温区的实际温度；

获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；

判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小；

若△T1和△T2的和值大于第二阈值，则判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块连接电源模块的高压区，第二温区的供冷模块连接电源模块的低压区或断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接或断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块连接电源模块的高压区。

当△T1和△T2的和值大于第二阈值时，表明第一温区的供冷模块与第二温区的供冷模块若同时与电源模块的高压区连接，会产生供电不足的情况发生，因此，需要使△T值较小的温区对应的供冷模块与低压区连接或者断开与电源模块的连接，即停止供电。因此，通过上述方法，可以在多个温区的实际温度较高时，避免电源模块的高压区供电不足。

本发明还在上述供电方法的基础上，提供了两种具体的半导体制冷设备的供电控制方法。

在本发明的一实施方式中提供了第一种半导体设备的供电控制方法，以适用在本发明第一实施方式和第二实施方式的半导体制冷为例进行说明。

如图3所示，所述方法包括以下步骤：

S301：采集第一温区和第二温区的实际温度。

S302：获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；其中，设定温度为预先设定的温度。

S303：判断△T1和△T2的和值与预设的第一阈值和预设的第二阈值的大小；其中，第一阈值小于第二阈值。在判定结果为△T1和△T2的和值大于第二阈值时，执行S304；在判定结果为△T1和△T2的和值在第一阈值和第二阈值之间时，执行S307：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；在判定结果为△T1和△T2的和值小于第一阈值时，执行S308：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

S304具体为：判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，执行S305：控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，执行S306：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；若△T1和△T2相等，既可以执行S305，也可以执行S306。

当S303的结果为△T1和△T2的和值大于第二阈值时，表明两个温区的实际温度很高，所需制冷量大，电源模块的高压区若同时向两个温区的供冷模块同时供电，存在电压不足的情况，此时通过S304判断两个温区的△T值的大小，优先向△T值大的温区的供冷模块供电，等到下一次执行所述的供电控制方法时，原△T值大的温区的实际温度明显下降。

本实施方式提供的半导体制冷设备的供电控制方法，通过△T的和值与第一阈值和第二阈值的大小，判定温区的供冷模块选择性地通过高压区供电、低压区供电或零电压。可以避免两个温区的间室的实际温度很高时电源模块供电不足的情况发生。

在本发明的另一实施方式中提供了第二种半导体设备的供电控制方法，以适用在本发明第二实施方式的半导体制冷设备为例进行说明。

如图4所示，所述方法包括以下步骤：

S401：采集第一温区和第二温区的实际温度。

S402：获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2。

S403：判断△T1、△T2与预设的第一阈值的大小。在△T1和△T2均大于第一阈值时，执行S404；在△T1大于第一阈值，△T2小于等于第一阈值时，执行S405；在△T1小于等于第一阈值，△T2大于第一阈值时，执行S406；在△T1和△T2均小于等于第一阈值时，执行S407。

S404具体为：判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小；若△T1和△T2的和值小于等于第二阈值，则执行S408；若△T1和△T2的和值大于第二阈值，则执行S409。其中，第一阈值小于第二阈值。

S408：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

S409：判断△T1和△T2的大小；若△T1大于△T2，则执行S410：控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；若△T2大于△T1，则执行S411：控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

显然的，S404也可以与S403同时进行或在S403之前进行。

当△T1和△T2均大于第一阈值时，通过S404判断高压区同时向第一温区和第二温区的供冷模块供电电压是否足够。如果S404的判断结果为△T1和△T2的和值大于第二阈值，表明通过高压区供电电压不足，因此需要先将高压区单独向△T值大的温区的供冷模块优先供电，优先确保△T值大的温区迅速将△T降低，也即温度降低，另一个温区的供冷模块降到低压区供电。等到下一次执行所述的供电控制方法时，原△T值大的温区实际温度明显下降，再将前次供电控制方法执行时通过低压区供电的供冷模块通过高压区供电。

S405具体为：控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接、第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

S406具体为：控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

本实施方式提供的半导体制冷设备的供电控制方法，如果一个温区的△T值大于第一阈值，另一个小于等于第一阈值，则大于第一阈值的温区通过高压区供电。

S407具体为：判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；早△T1和△T2的和值小于等于第一阈值时，执行S412；在△T1和△T2的和值大于第一阈值时，执行S413。

S412：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

S413：判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，执行S414：控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，执行S415：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。若△T1与△T2相等，则可以执行S414，也可以执行S415。

显然的，S407也可以与S403同时进行或在S403之前进行。

当△T1和△T2均小于等于第一阈值时，通过S407判断通过低压区向第一温区和第二温区供电电压是否足够。如果S407的判断结果为△T1和△T2的和值大于第一阈值，表明通过低压区供电电压不足，因此需要先将低压区单独向△T值大的温区的供冷模块优先供电，优先阙波△T值大的温区迅速将△T降低，也即温度降低，另一个温区停止供电。等到下一次执行所述的供电控制方法时，原△T值大的温区的间室实际温度明显下降，再将前次供电控制方法执行时停止供电的温区开始供电。

本实施方式的供电控制方法，在“判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小”之前，还要判断△T1、△T2与预设的第一阈值的大小，以确定是否需要执行“判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小”。本实施方式提供的半导体制冷设备的供电控制方法，通过判断多个温区的△T值与第一阈值的大小，结合判断多个温区的△T的和值与第一阈值和第二阈值的大小，从而控制第一温区和第二温区的供冷模块分别与电源模块的高压区连接或者与低压区连接或者停止供电，可精确根据温区间室内的实际温度调整供电方式，并且可以避免电源模块的高压区或低压区供电不足的情况发生。

本发明还提供了一种半导体制冷设备的供电控制方法，其适用于包括三个温区的半导体制冷设备。本实施方式以供电控制方法适用在第二实施方式的半导体制冷设备为例进行说明。

所述方法包括以下步骤：

S501：采集第一温区、第二温区和第三温区的实际温度。

S502：获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；获取第三温区实际温度与设定温度的差值△T3；其中，△T1≤△T2≤△T3。需要说明的是，本发明三个温区的编号，仅对应一次供电控制方法，在下一次通过温差判定调整电压时，三个温区的编号可根据实际△T值进行调整。例如，第一次运行供电控制方法时，△T最小的温区为第一温区，△T中间的温区为第二温区，△T最大的温区为第三温区。第二次运行供电控制方法时，若三个温区的△T值变化，第一次判定编号为第一的温区在第二次判定时，可能会变为第二温区或第三温区，第一次判定编号为第二和第三的温区亦然。

S503：判断△T1、△T2、△T3与预设的第一阈值的大小；在第一阈值≤△T1≤△T2≤△T3时，执行S504；在△T1≤第一阈值≤△T2≤△T3时，执行S505；在△T1≤△T2≤第一阈值≤△T3时，执行S506；在△T1≤△T2≤△T3≤第一阈值时，执行S507；

S504具体为：判断△T1、△T2、△T3的和值与预设的第二阈值的大小，其中，第二阈值大于第一阈值；在△T1、△T2、△T3的和值大于第二阈值时，执行S508：控制第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第二阈值时，执行S509：控制第一温区、第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

当△T1、△T2、△T3均大于第一阈值时，通过S504判定电源模块的高压区向三个供冷模块同时供电电压是否足够。△T1、△T2、△T3的和值小于等于第二阈值表明电源足够，三个供冷模块可以同时与高压区连接。△T1、△T2、△T3的和值大于第二阈值，表明电压不足，高压区优先向△T值较大的第二温区和第三温区的供冷模块供电，以使第二温区和第三温区的间室实际温度和△T值迅速下降，同时将△T值最小的第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，防止第一温区的间室实际温度和△T值上升。

S505具体为：判断△T2与△T3的和值与预设的第二阈值的大小；在△T2与△T3的和值大于第二阈值时，执行S510：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；在△T2与△T3的和值小于等于第二阈值时，执行S511：控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

当△T1≤第一阈值≤△T2≤△T3时，通过S505判断电源模块的高压区向第二温区和第三温区的供冷模块同时供电电压是否足够。△T2与△T3的和值大于第二阈值，电压不足够，高压区优先向第三温区的供冷模块供电，确保第三温区的实际温度和△T值迅速下降，第二温区的供冷模块则通过低压区供电，防止第二温区的实际温度和△T值上升，而△T值最小的第一温区的供冷模块则停止供电，即优选保证第三温区和第一温区供冷模块的运行。

S506具体为：判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；在△T1与△T2的和值小于等于第一阈值时，执行S512：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；在△T1与△T2的和值大于第一阈值时，执行S513；

S513具体为：判断第一阈值和△T2的差值与预设的跃迁阈值的大小；若第一阈值和△T2的差值大于跃迁阈值，则执行S514：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；若第一阈值的△T2的差值小于等于跃迁阈值，则执行S515：控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

当△T1≤△T2≤第一阈值≤△T3时，控制第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，以保证实际温度最高的第三温区的制冷效果，并通过S506判断电源模块的低压区向第一温区和第二温区的供冷模块同时供电电压是否足够。

△T1与△T2的和值小于等于第一阈值，表明电压足够，第一温区和第二温区的供冷模块同时通过低压区供电。△T1与△T2的和值大于第一阈值，表明电压不足，此时通过S513判断如何供电。通过S513得出第二温区的△T值是否接近第一阈值。第二温区的△T值接近第一阈值，即第一阈值的△T2的差值小于等于跃迁阈值，控制第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第一温区的供冷模块则与电源模块的低压区连接。通过S513得出第二温区的△T值距离第一阈值较远，即第一阈值的△T2的差值大于跃迁阈值，第二温区的供冷模块不能通过高压区供电，否则会出现PWM控制精度低、能耗高的问题；因此，此时第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第一温区则断开与供电模块的连接，即第一温区的供冷模块停止制冷，优先保证第二温区和第三温区的制冷。

S507具体为：判断△T1、△T2、△T3的和值与第一阈值的大小；在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第一阈值时，执行S516：控制第一温区、第二温区、第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；若△T1、△T2、△T3的和值大于第一阈值，则执行S517。

当三个温区的△T值均小于等于第一阈值时，通过S507判断电源模块的低压区同时向三个温区的供冷模块供电电压是否足够。△T1、△T2、△T3的和值小于等于第一阈值表明电压足够，△T1、△T2、△T3的和值大于第一阈值表明电压不足，需要通过S517进一步判定如何执行供电方式。

S517具体为：判断第一阈值与△T3的差值与跃迁阈值的大小。若第一阈值与△T3的差值大于跃迁阈值，则执行S518；若第一阈值与△T3的差值小于等于跃迁阈值，则执行S519。

S518具体为：判断△T2和△T3的和值是否大于第一阈值；是则执行S520：控制第一温区和第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；否则执行S521：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

S519具体为：判断△T1和△T2的和值是否大于第一阈值；是则执行S522：控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；否则执行S523：控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

通过S517，判定第三温区的△T值是否接近第一阈值。第三温区的△T值不接近第一阈值，即第一阈值与△T3的差值大于跃迁阈值，第三温区的供冷模块不能通过高压区供电，否则会出现PWM控制精度低、能耗高的问题，因此第三温区的供冷模块确定通过低压区供电。由于第三温区的供冷模块通过低压区供电，为了避免供电不足，使第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接。然后再通过S518判断电源模块的低压区同时向第二温区和第三温区的供冷模块供电电压是否足够，△T2和△T3的和值大于第一阈值，则表明电压不足，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接，△T2和△T3的和值小于等于第一阈值，表明电压足够，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

第三温区的△T值接近第一阈值，即第一阈值与△T3的差值小于等于跃迁阈值，控制第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，剩下的第一温区和第二温区则进一步通过S519判断第一温区和第二温区的供冷模块是同时通过低压区供电，还是第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接、第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接。

本实施方式提供的半导体制冷设备的供电控制方法，通过判断多个温区的△T值与第一阈值的大小，结合判断多个温区的△T的和值与第一阈值和第二阈值的大小，从而控制第一温区、第二温区和第三温区的供冷模块分别与电源模块的高压区连接或者与低压区连接或者停止供电，可精确根据温区间室内的实际温度调整供电方式，并且可以避免电源模块的高压区或低压区供电不足的情况发生。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种半导体制冷设备，包括电源模块、复数个温区和复数个供冷模块，所述供冷模块与所述温区一一对应且所述供冷模块向所述温区供冷，所述电源模块向所述供冷模块供电；

其特征在于，所述电源模块包括高压区和低压区，所述高压区的电压大于所述低压区；

所述半导体制冷设备还包括：

主控单元，用于控制所述供冷模块可选择地与所述电源模块的高压区或低压区连接；

复数个PWM控制器，所述PWM控制器与所述供冷模块一一对应，所述PWM控制器设置于所述电源模块与所述供冷模块之间。

2.根据权利要求1所述的半导体制冷设备，其特征在于，所述半导体制冷设备还包括：

第一单刀多掷开关，所述第一单刀多掷开关在所述主控单元的控制下使所述供冷模块选择性地与所述电源模块的低压区或高压区连接；

选择开关，当选择开关闭合时，复数个所述供冷模块同时与所述电源模块连接；

第二单刀多掷开关，设置于所述第一单刀双掷开关和选择开关之间，当所述选择开关断开时，所述第一单刀多掷开关通过所述第二单刀多掷开关可选择地与复数个所述供冷模块连接。

3.根据权利要求1所述的半导体制冷设备，其特征在于，每个所述供冷模块通过一第三单刀多掷开关与所述电源模块连接，所述第三单刀多掷开关在所述主控单元的控制下使所述供冷模块可选择地与所述高压区连接或低压区连接。

4.一种半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集制冷设备的第一温区和第二温区的实际温度；

获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；

判断△T1和△T2的和值与预设的第二阈值的大小；

若△T1和△T2的和值大于第二阈值，则判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块连接电源模块的高压区，第二温区的供冷模块连接电源模块的低压区或断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接或断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块连接电源模块的高压区。

5.根据权利要求4所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断△T1和△T2的和值与预设的第一阈值的大小，其中，第一阈值小于第二阈值；

在△T1和△T2的和值在第一阈值和第二阈值之间时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1和△T2的和值小于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1和△T2的和值大于第二阈值时，判断△T1和△T2的大小；△T1大于△T2，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；△T2大于△T1，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

6.根据权利要求4所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断△T1、△T2与预设的第一阈值的大小，其中，第一阈值小于第二阈值；

在△T1和△T2均大于第一阈值，且△T1和△T2的和值大于第二阈值时，判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；△T2大于△T1，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1和△T2均大于第一阈值，且△T1和△T2的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

7.根据权利要求6所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，在△T1大于第一阈值，△T2小于等于第一阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1小于等于第一阈值，△T2大于第一阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

8.根据权利要求6或7所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，

在△T1和△T2均小于等于第一阈值时，判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；

在△T1和△T2的和值大于第一阈值时，判断△T1和△T2的大小；在△T1大于△T2时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接；在△T2大于△T1时，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1和△T2的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

9.一种半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，

所述方法包括以下步骤：

采集制冷设备第一温区、第二温区和第三温区的实际温度；

获取第一温区实际温度与设定温度的差值△T1，获取第二温区实际温度与设定温度的差值△T2；获取第三温区实际温度与设定温度的差值△T3；其中，△T1≤△T2≤△T3；

判断△T1、△T2、△T3与预设的第一阈值的大小；

在第一阈值≤△T1≤△T2≤△T3时，判断△T1、△T2、△T3的和值与预设的第二阈值的大小，其中，第二阈值大于第一阈值；

在△T1、△T2、△T3的和值大于第二阈值时，控制第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接，第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区、第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

10.根据权利要求9所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，在△T1≤第一阈值≤△T2≤△T3时，判断△T2与△T3的和值与预设的第二阈值的大小；

在△T2与△T3的和值大于第二阈值时，控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T2与△T3的和值小于等于第二阈值时，控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

11.根据权利要求9所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，在△T1≤△T2≤第一阈值≤△T3时，判断△T1与△T2的和值与第一阈值的大小；

在△T1与△T2的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；

在△T1与△T2的和值大于第一阈值时，判断第一阈值和△T2的差值与预设的跃迁阈值的大小；若第一阈值和△T2的差值大于跃迁阈值，则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；若第一阈值的△T2的差值小于等于跃迁阈值，则控制第一温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

12.根据权利要求9所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，在△T1≤△T2≤△T3≤第一阈值时，判断△T1、△T2、△T3的和值与第一阈值的大小；

在△T1、△T2、△T3的和值小于等于第一阈值时，控制第一温区、第二温区、第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接。

13.根据权利要求12所述的半导体制冷设备的供电控制方法，其特征在于，在△T1、△T2、△T3的和值大于第一阈值时，判断第一阈值与△T3的差值与跃迁阈值的大小；

在第一阈值与△T3的差值大于跃迁阈值时，判断△T2和△T3的和值是否大于第一阈值；是则控制第一温区和第二温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；否则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区和第三温区的供冷模块与电源模块的低压区连接；

在第一阈值与△T3的差值小于等于跃迁阈值时，判断△T1和△T2的和值是否大于第一阈值；是则控制第一温区的供冷模块断开与电源模块的连接，第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接；否则控制第一温区和第二温区的供冷模块与电源模块的低压区连接，第三温区的供冷模块与电源模块的高压区连接。

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