CN201599981U - 一种半导体制冷制热装置 - Google Patents

Abstract

一种半导体制冷制热装置，包括：中央控制器、发电机、发电机励磁电压控制模块和半导体制冷器；所述中央控制器与发电机励磁电压控制模块电连接并输出占空比可调的脉冲信号给发电机励磁电压控制模块；所述发电机励磁电压控制模块与发电机电连接，发电机励磁电压控制模块输出与接收到的脉冲信号对应的励磁电压到发电机；所述发电机与半导体制冷器电连接并输出与所述励磁电压对应的电流给半导体制冷器。该半导体制冷制热装置可控制半导体制冷器在单位时间内的制冷量或制热量。

Description

一种半导体制冷制热装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子空调部件，特别地，本实用新型涉及一种半导体制冷制热装置。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，现在电子空调技术开始逐渐为人们所重视。电子空调的核心部件是半导体制冷器，半导体制冷器的主要工作原理是一个帕尔贴的物理效应，N型半导体和P型半导体通过金属导流片连接，当电流由N通过P时，电场使N中的电子和P中的空穴反向流动，它们产生的能量来自晶格的热能，于是在导流片的冷端吸热，在导流片的热端放热，产生温差，在工作期间，只要冷端和热端之间出现温差，热量便不断地通过晶格能的传递，将热量移动到热端。通过改变半导体制冷器的供电极性就可以改变其冷端和热端，从而使半导体制冷器起制热或制冷作用。另外，半导体制冷器制热量或制冷量与单位时间内从其中通过的电流的大小有关，通过的电流越大，单位时间内的制热量或制冷量越大。

现有技术中虽然提出了这种依靠半导体制冷器来制冷或制热的电子空调，但都是针对这种空调的结构来描述的，对于这种空调中半导体制冷器的控制方面，则没有描述。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种半导体制冷制热装置，该半导体制冷制热装置可控制半导体制冷器在单位时间内的制冷量或制热量。

本实用新型的半导体制冷制热装置，包括：中央控制器、发电机、发电机励磁电压控制模块和半导体制冷器；所述中央控制器与发电机励磁电压控制模块电连接并输出占空比可调的脉冲信号给发电机励磁电压控制模块；所述发电机励磁电压控制模块与发电机电连接，发电机励磁电压控制模块输出与接收到的脉冲信号对应的励磁电压到发电机；所述发电机与半导体制冷器电连接并输出与所述励磁电压对应的电流给半导体制冷器。

优选地，还包括输出电流方向控制模块，所述输出电流方向控制模块分别与发电机、中央控制器和半导体制冷器电连接；所述发电机向输出电流方向控制模块输出电流；所述输出电流方向控制模块向半导体制冷器输出电流；所述中央控制器可使输出到半导体制冷器的电流方向改变。

优选地，还包括动力装置，所述发电机由动力装置驱动。

优选地，所述动力装置为发动机或电动机，所述发动机或电动机通过皮带与发电机相连。

优选地，所述中央控制器包括一个开关，所述开关通过中央控制器控制输出到半导体制冷器的电流方向。

优选地，还包括一个与中央控制器相连的温度传感器，所述温度传感器反馈温度信号给中央控制器，所述中央控制器通过温度传感器反馈的温度信号控制输出到半导体制冷器的电流方向。

优选地，所述中央控制器为单片机。

本实用新型的有益效果是：由于中央控制器输出占空比可调的脉冲信号给发电机励磁电压控制模块，发电机励磁电压控制模块输出与上述脉冲信号对应的励磁电压到发电机，发电机输出与上述励磁电压对应的电流给半导体制冷器。因此，通过控制从中央控制器输出的脉冲信号的占空比，即可控制单位时间内输入到发电机的励磁电压，进而可控制单位时间内输入到半导体制冷器的电流，即可控制半导体制冷器在单位时间内的制冷量或制热量。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的半导体制冷制热装置的原理示意图；

图2是本实用新型的一个实施例的半导体制冷制热装置中发电机励磁电压控制模块的电路示意图；

图3是本实用新型的一个实施例的半导体制冷制热装置中输出电流方向控制模块的电路示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的半导体制冷制热装置中电流方向控制的原理示意图；

图5是本实用新型的另一个实施例的半导体制冷制热装置中电流方向控制的原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

另外，需要说明的是，在本实用新型的描述中所使用的术语以及关于位置关系的名词仅仅是为了方便本实用新型的描述，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1至图5所示，本实施例半导体制冷制热装置，包括：中央控制器1、发电机2、发电机励磁电压控制模块3、输出电流方向控制模块4、半导体制冷器5和动力装置6。

中央控制器1的输出端1a与发电机励磁电压控制模块3的输入端3a相连，发电机励磁电压控制模块3的两个输出端3b和3c分别与发电机2的两个输入端2a和2b相连。中央控制器1的两个输出端1b和1c分别与输出电流方向控制模块4的两个输入端53a和53b相连，输出电流方向控制模块4的两个输入端52a和52b分别与发电机2的两个输出端2c和2d相连，输出电流方向控制模块4的两个输出端4a和4b分别与半导体制冷器5的正负极相连。发电机2通过机械连接的方式与动力装置6相连，动力装置6驱动发电机2运转，动力装置6可以是发动机或电动机，本实施例中优选动力装置6为发动机，动力装置6和发电机2之间通过皮带连接。发电机2也可以自带动力装置，由自带的动力装置驱动运转，此种情况下不需要动力装置6。

中央控制器1产生占空比可调的脉冲信号并将脉冲信号输送到发电机励磁电压控制模块3中。本实施例中，中央控制器1是单片机，单片机的型号是MC9S08DZ60。通过对单片机进行适当的设置，即可方便的改变单片机所产生的脉冲信号的占空比，即单片机所产生的脉冲信号的占空比是可调的，由于用单片机产生占空比可调的脉冲信号是现有技术，故本实施例中不详细描述。

发电机励磁电压控制模块3根据接收到的脉冲信号产生与脉冲信号相对应的励磁电压，产生的励磁电压输入到发电机2中，在动力装置6的驱动下，发电机2转动产生电流，根据发电机的工作原理，发电机2产生与励磁电压对应的电流，由于发电机的工作原理是现有技术，故本实施例中不详细描述。发电机2产生的电流通过输出电流方向控制模块4输入到半导体制冷器5中，使半导体制冷器5制冷或制热。

发电机励磁电压控制模块3的电路如图2所示，包括第一级三极管301、第二级三极管302、电阻R和电感线圈L。第一级三极管301和第二级三极管302都是NPN型三极管。第一级三极管301的基极与输入端3a相连，电感线圈L的两端分别与输出端3b和3c相连。第一级三极管301和第二级三极管302的发射极均接地，第一级三极管301的集电极分别与电阻R的一端和第二级三极管302的基极相连，第二级三极管302的集电极与电感线圈L的一端相连，电阻R的另一端与电感线圈L的另一端和电源VCC相连。电源VCC是电路中的常用部件，本实施例中不作详述。

脉冲信号从第一级三极管301的基极输入，当第一级三极管301的基极上输入的是高电平时，第一级三极管301导通，第一级三极管301的集电极变为低电平，第二级三极管302断开，第二级三极管302的集电极变为高电平，输出端3b和3c间输出电压，即输出励磁电压。当第一级三极管301的基极上输入的是低电平时，第一级三极管301断开，第一级三极管301集电极变为高电平，而第二级三极管302由于基级变为高电平所以导通，则第二级三极管302的集电极变为低电平，输出端3b和3c间不输出电压，即不输出励磁电压。即当输入端3a输入的是高电平时，输出端3b和3c间输出励磁电压；当输入端3a输入的是低电平时，输出端3b和3c间不输出励磁电压；即发电机励磁电压控制模块3产生与脉冲信号相对应的励磁电压。

由于中央控制器1输入到发电机励磁电压控制模块3中的脉冲信号的占空比是可调的，因此在单位时间内发电机励磁电压控制模块3的输出端3b和3c间有励磁电压输出的时间也是可调的，单位时间内发电机3有电流输出的时间也是可调的，即单位时间内发电机3发出的电量也是可调的，故单位时间内半导体制冷器5的制冷量或制热量也是可调的。即半导体制冷器5在单位时间内的制冷量或制热量由中央控制器1发出的脉冲信号的占空比控制，只要控制脉冲信号的占空比，就可控制单位时间内半导体制冷器5的制冷量或制热量。

输出电流方向控制模块4的电路如图3所示，该电路中包含四个三极管，分别是第一三极管A、第二三极管B、第三三极管C和第四三极管D，第一三极管A和第二三极管B是NPN型三极管，第三三极管C和第四三极管D是PNP型三极管。输入端53a分别与第一三极管A和第三三极管C的基极相连，第一三极管A和第三三极管C的发射极均与输出端4a相连；输入端53b分别与第二三极管B和第四三极管D的基极相连，第二三极管B和第四三极管D的发射极均与输出端4b相连；第一三极管A和第二三极管B的集电极均与输入端52a相连，第三三极管C和第四三极管D的集电极均与输入端52b相连。

如图4所示，在中央控制器1上设置有一个开关S1，当开关S1闭合时，通过中央控制器1内部的运作，使输出端1b输出高电平，输出端1c输出低电平；当开关S1断开时，通过中央控制器1内部的运作，使输出端1b输出低电平，输出端1c输出高电平。中央控制器1的两个输出端1b和1c分别与输出电流方向控制模块4的两个输入端53a和53b相连。当输入端53a为高电平、输入端53b为低电平时，电流流经输入端52a、第一三极管A、输出端4a、输出端4b、第四三极管D、输入端52b形成回路，输出端4a为正(+)，输出端4b为负(-)；当输入端53a为低电平、输入端53b为高电平时，电流流经输入端52a、第二三极管B、输出端4b、输出端4a、第三三极管C、输入端52b形成回路，输出端4a为负(-)，输出端4b为正(+)。即通过开关S1的闭合或断开，可改变输出端4a和4b的正负极性，改变电流流向，使半导体制冷器5在制冷和制热两种模式间切换。

根据本实用新型的另一个实施例，如图5所示，由于半导体制冷器5是作为空调的一个部件的，可在该空调的工作区域中设置一个温度传感器7，将温度传感器7与中央控制器1相连，温度传感器7将空调工作区域的温度反馈给中央控制器1，中央控制器1再根据内部的设定决定半导体制冷器5是工作在制冷状态还是制热状态，并在两个输出端1b和1c中的一个输出高电平，另一个输出低电平，通过输出电流方向控制模块4使半导体制冷器5制冷或制热。

Claims (7)

1.一种半导体制冷制热装置，其特征在于，包括：中央控制器、发电机、发电机励磁电压控制模块和半导体制冷器；

所述中央控制器与发电机励磁电压控制模块电连接并输出占空比可调的脉冲信号给发电机励磁电压控制模块；

所述发电机励磁电压控制模块与发电机电连接，发电机励磁电压控制模块输出与接收到的脉冲信号对应的励磁电压到发电机；

所述发电机与半导体制冷器电连接并输出与所述励磁电压对应的电流给半导体制冷器。

2.如权利要求1所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，还包括输出电流方向控制模块，所述输出电流方向控制模块分别与发电机、中央控制器和半导体制冷器电连接；

所述发电机向输出电流方向控制模块输出电流；

所述输出电流方向控制模块向半导体制冷器输出电流；

所述中央控制器可使输出到半导体制冷器的电流方向改变。

3.如权利要求2所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，还包括动力装置，所述发电机由动力装置驱动。

4.如权利要求3所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，所述动力装置为发动机或电动机，所述发动机或电动机通过皮带与发电机相连。

5.如权利要求2所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，所述中央控制器包括一个开关，所述开关通过中央控制器控制输出到半导体制冷器的电流方向。

6.如权利要求2所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，还包括一个与中央控制器相连的温度传感器，所述温度传感器反馈温度信号给中央控制器，所述中央控制器通过温度传感器反馈的温度信号控制输出到半导体制冷器的电流方向。

7.如权利要求1-6中任一项所述的半导体制冷制热装置，其特征在于，所述中央控制器为单片机。

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