CN220017768U - 一种具有高效散热机构的半导体制冷设备 - Google Patents

Abstract

一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，包括电源模块、半导体制冷器本体、水泵、散热水箱、散热壳、无线遥控机构，还具有控制电路和报警电路；半导体制冷器本体的热端外侧和散热壳的一侧端安装在一起，半导体制冷器本体的热端风扇一侧和散热壳另一侧端安装在一起；散热壳分别具有排水管及进水管，散热水箱分别具有进水管A、排水管A，排水管和水泵的进液端连接，水泵的出液端和进水管A连接，排水管A和进水管连接；电源模块、控制电路和报警电路安装在元件盒内并电性连接。本新型保证了散热需要、半导体制冷器本体能正常工作，且达到更好散热效果基础上，还相对实现了节能效果。综上所述，所以本新型具有好的应用前景。

Description

一种具有高效散热机构的半导体制冷设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制冷设备技术领域，特别是一种具有高效散热机构的半导体制冷设备。

背景技术

半导体制冷器由于制冷效率高，相对节能等优点使用较为广泛，其结构一般包括半导体制冷片和轴流风扇等，其中一个轴流风扇将半导体制冷片冷端的冷气抽入到需要散热的部件热端(也有的直接半导体制冷片冷端紧贴需要散热的部件热端)，为相关部件散热，另一个轴流风扇将半导体制冷片工作热端产生的热量向外排出，保证了设备稳定工作。

随着工业技术的进步，半导体制冷器的技术也得到了一定发展，比如我国专利号“200620111769.1”、专利名称“半导体制冷装置”的授权专利，其内容记载到“其具有制冷效率高，能耗低，制造成本低及价格便宜等优点”。上述可见，虽然对比专利具有制冷效率高，能耗低，制造成本低及价格便宜等优点，但是由于结构所限和现有本领域其他半导体制冷设备一样，或多或少还存在一些技术问题，具体体现如下。现有半导体制冷器应用中，当需要散热的区域温度较高、而半导体制冷器功率相对不够时，受到自身结构输出冷源效率限制，会导致热端的温度持续升高(比如经温度开关控制的半导体制冷器，由于散热区域温度不能有效降低持续处于工作状态，温度开关不开路，导致半导体制冷器长时间连续工作、热端温度升高)，现有通过散热风扇风冷方式、对热端产生的热量进行散发，并不能保证热端的温度能有效降低，这样会对半导体制冷的冷端制冷效果进一步带来不利影响，综上，提供一种能采用水冷方式对热端产生的热量进行散发的半导体制冷设备显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有半导体制冷器由于结构所限，存在如背景所述弊端，本实用新型提供了基于较大功率半导体制冷器本体，在相关机构共同作用下，通过中空散热壳内的冷水协同轴流风扇为热端进行散热，且在温度超过阈值时能生成提示信号，工作人员能非接触无线方式控制循环散热机构工作，达到更好散热效果基础上，还相对实现了节能效果的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，包括电源模块、半导体制冷器本体、水泵、散热水箱、散热壳、无线遥控机构，其特征在于，还具有控制电路和报警电路；所述半导体制冷器本体的热端外侧和散热壳的一侧端安装在一起，半导体制冷器本体的热端风扇一侧和散热壳另一侧端安装在一起；所述散热壳分别具有排水管及进水管，散热水箱分别具有进水管A、排水管A，排水管和水泵的进液端连接，水泵的出液端和进水管A连接，排水管A和进水管连接；所述电源模块、控制电路和报警电路安装在元件盒内；所述，电源模块的电源输出端和控制电路、报警电路的电源输入端电性连接，控制电路的电源输出端和水泵的电源输入端电性连接。

进一步地，所述散热水箱上端是开放式机构，散热水箱的外侧端分布有多只散热片，散热壳是中空结构，散热壳和散热水箱是铜制材料。

进一步地，所述散热水箱的安装高度高于散热壳体及水泵的高度；散热水箱内装满有水。

进一步地，所述报警电路包括电性连接的热敏电阻、电阻、NPN三极管、可调电阻和蜂鸣器，蜂鸣器正极电源输入端和热敏电阻一端连接，热敏电阻另一端和电阻一端、可调电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，可调电阻另一端和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述热敏电阻安装在散热壳外侧端。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的无线接收电路模块和电阻、NPN三极管、继电器，继电器正极电源输入端及控制电源收入端和无线接收电路模块正极电源输入端连接，无线接收电路模块的电源输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，无线接收电路模块负极电源输入端和NPN三极管发射极连接。

本实用新型有益效果是：本新型基于较大功率半导体制冷器本体，平时通过中空散热壳内的冷水及风扇为半导体制冷器本体的热端进行散热，当半导体制冷器本体因需要降温区域热负荷变大、自身热端温度升高到一定程度时，报警电路会生成报警声音提示使用者，使用者可以无线方式控制水泵得电工作，使得散热壳内的热水能被抽出和散热水箱内的冷水置换，保证了散热需要、半导体制冷器本体能正常工作。本新型达到更好散热效果基础上，还相对实现了节能效果。综上所述，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，包括电源模块A1、半导体制冷器本体M1、微型水泵M、散热水箱1、散热壳2、无线遥控机构A3，还具有控制电路3和报警电路4；所述半导体制冷器本体M1的热端右外侧和散热壳2的左侧端紧贴经螺杆螺母安装在一起，半导体制冷器本体M1的热端风扇5左侧和散热壳2右外侧端经螺杆螺母安装在一起；所述散热壳2的左下侧端及右上侧端分别具有一根和其内部互通的排水管21及进水管22，散热水箱1的上端及下端分别安装有一根和其内部互通的进水管A101、排水管A102，排水管21和水泵M的进液端经管道连接，水泵M的出液端和进水管A101经管道连接，排水管A102和进水管22经管道连接；所述电源模块A1、控制电路3和报警电路4安装在元件盒6内电路板上，元件盒6安装在电控箱内。

图1、2所示散热水箱1上端是开放式机构(非封闭式结构)，散热水箱1的外侧端分布有多只一体成型的散热片103(加大散热水箱的散热面积)，散热水箱1及水泵M经螺杆螺母水平安装在散热区域的支撑架上，散热壳2是中空矩形结构，散热壳2和散热水箱1是铜制材料。散热水箱1的高度高于散热壳体2及水泵M的高度。报警电路包括经电路板布线连接的热敏电阻W、电阻R1、NPN三极管Q1、可调电阻RT和蜂鸣器B，蜂鸣器B正极电源输入端和热敏电阻W一端连接，热敏电阻W另一端和电阻R1一端、可调电阻RT一端连接，电阻R1另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q2集电极和蜂鸣器B负极电源输入端连接，可调电阻RT另一端和NPN三极管Q1发射极连接。热敏电阻W用固定夹经螺杆螺母安装在散热壳2上端外中部(两只螺杆左右间隔距离焊接在散热壳上端中部外，热敏电阻W套在固定夹内，固定夹两侧端固定孔分别套在两只螺杆外侧，两只螺母分别旋入两只螺杆后将热敏电阻安装在散热壳上端中部外)，且热敏电阻W的感温面紧贴散热壳2上端中部外。控制电路包括经电路板布线连接的无线接收电路模块A2和电阻R2、NPN三极管Q2、继电器K1，继电器K1正极电源输入端及控制电源收入端和无线接收电路模块A2正极电源输入端1脚连接，无线接收电路模块A2的电源输出端3脚和电阻R2一端连接，电阻R2另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接，无线接收电路模块A2负极电源输入端2脚和NPN三极管Q1发射极连接。散热水箱1、散热壳2内装满有水。

图1、2所示，电源模块A1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，电源模块A1的电源输出端3及4脚和控制电路的电源输入端继电器K1正极电源输入端及NPN三极管Q2发射极、报警电路的电源输入端蜂鸣器B的正极电源输入端及NPN三极管Q1发射极经导线连接，控制电路的电源输出端继电器K1常开触点端及NPN三极管Q2发射极和水泵M的电源输入两端分别经导线连接。半导体制冷器本体M1的电源输入端和电源模块A1的电源输出端3及4脚经导线连接。本新型中，散热水箱1内的水会经排水管A101、进水管22进入散热壳体2内，散热壳体2对半导体制冷器本体M热端产生的热量进行吸收，然后热端风扇将热量向外散发，风扇协同散热壳体冷水散热能起到双重散热效果，达到更好散热效果。平时，散热壳体2内的水温不高时(比如低于50℃)，也就是半导体制冷器本体M1负荷不大(需要控制区域的温度相对不高时)，热敏电阻W的电阻值相对高其和可调电阻RT之间分压相对大，这样，12V电源经可调电阻RT、热敏电阻W分压，电阻R1降压限流后进入NPN三极管Q1基极低于0.7V，NPN三极管Q1不会导通、蜂鸣器B不发声，代表半导体制冷器本体M1热负荷不高，不需要打开水泵M(由于水泵M没有得电工作，散热壳体2能保证散热，所以相对达到了节电目的)。当散热壳体2内的水温高时(比如高于50℃)，也就是半导体制冷器本体M1负荷相对大(需要控制区域的温度相对高时)，热敏电阻W的电阻值相对低其和可调电阻RT之间分压相对小，这样，12V电源经可调电阻RT、热敏电阻W分压，电阻R1降压限流后进入NPN三极管Q1基极高于0.7V，NPN三极管Q1会导通集电极输出低电平进入蜂鸣器B负极电源输入端、蜂鸣器B发声，代表半导体制冷器本体M1热负荷高，需要打开水泵M。

图1、2所示，控制电路中，当使用者听到蜂鸣器B发声后，使用者用手按下随身携带的无线遥控机构A3的第一只无线信号发射按键，无线遥控机构A3发射出第一路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到信号后其3脚输出高电平通过电阻R2限流降压、进入NPN三极管Q2基极，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，水泵M得电工作将散热壳2内的热水抽出泵入到散热水箱1内，散热水箱1经上端开放式部位及侧端的散热片等将水中热量尽可能向空气散发，散发热量后水再次进入散热壳内对半导体制冷器本体M1热端进行散热。后续温度降低、蜂鸣器B不再发声后(一般间隔一段时间)，使用者用手按下无线遥控机构A3的第二只无线信号发射按键，无线遥控机构A3发射出第一路无线开信号，无线接收电路模块A2接收到后其3脚停止输出高电平，NPN三极管Q2截止、继电器K1不再得电吸合，蜂鸣器B也不再发声。通过上述，本新型平时经中空散热壳内的冷水及风扇为半导体制冷器本体的热端进行散热，当半导体制冷器本体因需要降温区域热负荷变大、热端温度升高到一定程度时，报警电路会生成报警声音提示使用者，使用者可以无线方式控制水泵得电工作，使得散热壳内的热水能被抽出和散热水箱内的冷水置换，保证了散热需要、半导体制冷器本体能正常工作。本新型达到更好散热效果基础上，还相对实现了节能效果。图2中，电阻R1、R2阻值分别是47K、10K。NPN三极管Q1、Q2型号是9013。蜂鸣器B是型号FM12V的有源连续声蜂鸣报警器成品。可调电阻RT规格是470K(本实施例调节到71K)，可调电阻RT的旋钮位于元件盒前端开孔外，生产技术人员把可调电阻RT的电阻值调节得相对小时、其分压小，那么后续散热壳体温度相对高、热敏电阻RT的电阻值相对低时，NPN三极管Q1才会导通，也就是本新型温度阈值设置得相对高；生产技术人员把可调电阻RT的电阻值调节得相对大时、其分压大，那么后续散热壳体温度相对低、热敏电阻RT的电阻值相对大时，NPN三极管Q1就会导通，也就是本新型温度阈值设置得相对低；热敏电阻RT是型号NTC103D的负温度系数热敏电阻。电源模块A1是交流220V转直流12V开关电源模块成品。继电器K1是DC12小型继电器。水泵M是功率20W的微型自吸式水泵(工作电压直流12V)。无线遥控机构A3及无线接收电路模块A2是型号SF50的无线发射及接收组件成品(无线发射组件具有四只无线信号发射按键，其和配套的12V无线发射电路专用电池安装在壳体内，壳体上端有四个开孔，四只按键的上端按钮位于四个开孔外；无线接收组件具有两个电源输入端1及2脚及四路信号输出端4、5、6、7脚，一路脉冲信号输出端2脚)。

需要说明的是，尽管上述内容已经示出和描述了本实用新型的实施例，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，包括电源模块、半导体制冷器本体、水泵、散热水箱、散热壳、无线遥控机构，其特征在于，还具有控制电路和报警电路；所述半导体制冷器本体的热端外侧和散热壳的一侧端安装在一起，半导体制冷器本体的热端风扇一侧和散热壳另一侧端安装在一起；所述散热壳分别具有排水管及进水管，散热水箱分别具有进水管A、排水管A，排水管和水泵的进液端连接，水泵的出液端和进水管A连接，排水管A和进水管连接；所述电源模块、控制电路和报警电路安装在元件盒内；所述，电源模块的电源输出端和控制电路、报警电路的电源输入端电性连接，控制电路的电源输出端和水泵的电源输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，其特征在于，散热水箱上端是开放式机构，散热水箱的外侧端分布有多只散热片，散热壳是中空结构，散热壳和散热水箱是铜制材料。

3.根据权利要求1所述的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，其特征在于，散热水箱的安装高度高于散热壳体及水泵的高度；散热水箱内装满有水。

4.根据权利要求1所述的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，其特征在于，报警电路包括电性连接的热敏电阻、电阻、NPN三极管、可调电阻和蜂鸣器，蜂鸣器正极电源输入端和热敏电阻一端连接，热敏电阻另一端和电阻一端、可调电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NNPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，可调电阻另一端和NPN三极管发射极连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，其特征在于，热敏电阻安装在散热壳外侧端。

6.根据权利要求1所述的一种具有高效散热机构的半导体制冷设备，其特征在于，控制电路包括电性连接的无线接收电路模块和电阻、NPN三极管、继电器，继电器正极电源输入端及控制电源收入端和无线接收电路模块正极电源输入端连接，无线接收电路模块的电源输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，无线接收电路模块负极电源输入端和NPN三极管发射极连接。