CN2383267Y - 新型半导体致冷器智能开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种开关电源,特别适用于智能化半导体致冷开关电源。它由主电源电路,调压电路,温度检测电路,风扇检测电路,状态指示电路五大部分组成,主电源电路由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片,调压电路控制输出电压;温度检测电路输出连接开关电路的输入端,控制开关管工作和断开状态;风扇检测电路输出连接开关集成电路的输入端,控制开关状态。本实用新型与现有技术相比,具有节能、安全、智能化等优点。

Description

新型半导体致冷器智能开关电源

本实用新型涉及了一种开关电源，特别适用于智能化半导体致冷开关电源。

现有技术的半导体致冷开关电源，用变压器分组提供半导体致冷器件电压，电路虽为简单，但达不到节能、安全、和智能化的要求。

本实用新型的目的是要提供一种集电压调整、冰点保护、致冷芯片保护于一身，具有节能、安全、和智能化的要求的新型半导体致冷器智能开关电源。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：本实用新型由主电源电路，调压电路，温度检测电路，风扇检测电路，状态指示电路五大部分组成，主电源电路由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片，调压电路由一个基准电压器件TL431与四个电阻、一个三极管和一个光藕组成，控制输出电压；温度检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作和断开状态；风扇检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作、断开状态。

本实用新型的主电源电路还可以由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片，其输出电压受基准电压器件U4通过光耦近U3控制，三极管Q2的C极电平控制开关管1脚，从而控制开关管工作、断开状态。TL431的3脚提供给U3-2脚一个基准电压，R8为电压取样电阻，R9、R11组成分压电路，以确定光耦管U4的3脚基准电压，Q3与R10组成一个U4的下偏置电路，当Q3导通时，其下偏置电阻变小，使U4-3脚电压高，从而使输出电压高，反之，则输出低。调整R9、10、11可确定输出高低电压值。温度检测电路采用2个比较器，比较器1的Vin+给定电压，由R15和R16分压提供；比较器2的Vin-电压，由R31和R32分压提供；比较器1的Vin-电压和比较器2 Vin+连接到Rt，比较器1的输出连接到Q3的输入端。与风扇检测电路中的R28连接比较器4的Vin+电压和比较器3 Vin-电压端，比较器3的Vin+电压由R26和R27分压提供，比较器4 Vin-电压由R24和R25分压提供。设定比较器3Vin+电压使该点电压高于V3in-电压一定值，当风扇卡死、短路时，R28电流增大，R28压降增大，V3in-升高到高于V3in+时，比较器3由低转高，保护电路动作。比较器4工作原理与3一样，当风扇开路或其它原因使R28电流小到一定值时，比较器4翻转输出高电压，保护电路动作。比较器2、比较器3、比较器4的输出端通过D6、D7、D8构成或电路输出至Q4的输入端，Q4的输出通过U2及Q1、Q2组成的R-S触发电路连接Topswitch开关集成电路U5的输入端1脚。R-S触发器中的Q1、Q2与C6A、C6B、C6C、C6D组成一个带上电自复位的R-S触发器。

本实用新型与现有技术相比，具有节能、安全、智能化等优点。

本实用新型的附图说明如下：

图1是本实用新型的电气原理图。

下面结合附图说明对本实用新型作进一步详细的描述：如图1所示，致冷芯片的工作电源通过Topswitch开关集成电路U5连接致冷芯片。致冷芯片的工作电压由一个调压电路通过Topswitch开关集成电路U5控制，调压电路由一个基准电压器件TL431与四个电阻、一个三极管和一个光藕组成，控制输出电压；温度检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作和断开状态；风扇检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作、断开状态。本实用新型的主电源电路还可以由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片，其输出电压受U4通过U3控制，Q2的C极电平控制开关管1脚，从而控制开关管工作、断开状态。TL431的3脚提供给U3-2脚一个基准电压，R8为电压取样电阻，R9、R11组成分压电路，以确定U4的3脚基准电压，Q3与R10组成一个U4的下偏置电路，当Q3导通时，其下偏置电阻变小，使U4-3脚电压高，从而使输出电压高，反之，则输出低。温度检测电路采用2个比较器，设定比较器1的Vin+电压，使Rt°到设定值(如10℃时，15K)其输出翻转，设定此点为保温点。设定比较器2的Vin-电压，使Rt到获值(如2℃，25K)时，比较器输出由低转高，输出保护信号，断开开关管。与风扇检测电路中的R28连接比较器4的Vin+电压和比较器3 Vin-电压端，比较器3的Vin+电压由R26和R27分压提供，比较器4 Vin-电压由R24和R25分压提供。比较器2、比较器3、比较器4的输出端通过D6、D7、D8构成或电路输出至Q4的输入端，Q4的输出通过U2及Q1、Q2组成的R-S触发电路连接Topswitch开关集成电路U5的输入端1脚。R-S触发器中的Q1、Q2与C6A、C6B、C6C、C6D组成一个带上电自复位的R-S触发器。C6A、C6B、C6C、C6D用于上电自复位以保证开机时Di+极为高电平，从而保证U5-1的正常工作。当它被保护检测电路送来的停机信号触发时发生翻转，输出信号由高转低，低电平通过D1将U5-1脚电平拉低，小于4.5V，从而从U5停止工作。从而使开关管断开，输出为零。从而保护半导体芯片。

本实用新型具有输入端欠压、过压保护，当输入电压低于160V或高于250V时，该保护电路动作。当强致冷时，芯片流过额定电流，此时，需要风扇冷却、散热。风扇因故不转(如卡死。断线)，该保护电路动作，断开电源，从而保护致冷芯片。当致冷温度达到设定值(11℃+/-1℃)温度控制电路控制输出，由强制冷转为弱致冷，从而保持水温达最佳值，达到节能降耗作用。因气温下降或长时间不用，当冰水罐内水温降到1℃左右时，需关机断电源，其特有的冰点保护电路动作关机，从而避免不必要的电能浪费，防止冰水罐冻裂与冰堵。

Claims (7)

1、一种新型半导体致冷器智能开关电源，用于供给半导体致冷芯片工作电源，其特征在于本开关电路由主电源电路，调压电路，温度检测电路，风扇检测电路，状态指示电路等部分组成，主电源电路由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片；调压电路由一个基准电压器件TL431与四个电阻、一个三极管和一个光藕组成，控制输出电压；温度检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作和断开状态；风扇检测电路输出连接Topswitch开关集成电路的输入端，控制开关管工作、断开状态

2、根据权利要求1所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于主电源电路由Topswitch开关集成电路连接至半导体致冷芯片，其输出电压受基准电压器件U4通过光耦管U3控制，三极管Q2的C极电平控制开关管1脚，从而控制开关管工作、断开状态。

3、根据权利要求1或2所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于TL431的3脚提供给光耦管U3-2脚一个基准电压，R8为电压取样电阻，R9、R11组成分压电路，以确定其基准电压器件U4的3脚基准电压，三极管Q3与R10组成一个U4的下偏置电路，当Q3导通时，其下偏置电阻变小，使U4-3脚电压高，从而使输出电压高，反之，则输出低。

4、根据权利要求1所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于温度检测电路采用2个比较器，比较器1的Vin+给定电压，由R15和R16分压提供；比较器2的Vin-电压，由R31和R32分压提供；比较器1的Vin-电压和比较器2 Vin+连接到Rt，比较器1的输出连接到Q3的输入端。

5、根据权利要求1所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于与风扇检测电路中的R28连接比较器4的Vin+电压和比较器3 Vin-电压端，比较器3的Vin+电压由R26和R27分压提供，比较器4 Vin-电压由R24和R25分压提供。

6、根据权利要求4或5所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于比较器2、比较器3、比较器4的输出端通过D6、D7、D8构成或电路输出至三极管Q4的输入端，Q4的输出通过U2及Q1、Q2组成的R-S触发电路连接Topswitch开关集成电路U5的输入端1脚。

7、根据权利要求6所述的新型半导体致冷器智能开关电源，其特征在于R-S触发器中的Q1、Q2与C6A、C6B、C6C、C6D组成一个带上电自复位的R-S触发器。

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