DE202014002652U1 - Energy saving regulator for semiconductor refrigerator - Google Patents
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Abstract
Energiespar-Regler für einen Halbleiter-Kühlschrank, dadurch gekennzeichnet, 1.1 dass er einen Temperatursensor und eine Steuervorrichtung aufweist; 1.2 wobei die Steuervorrichtung ein Schaltnetzteilschaltung und eine Temperaturvergleichsschaltung aufweist; 1.3 wobei ein Signalausgang des Temperatursensors an einen Eingang der Temperaturvergleichsschaltung angeschlossen ist; und 1.4 wobei ein Ausgang der Temperaturvergleichsschaltung an einen Eingang der Schaltnetzteilschaltung angeschlossen ist.Energy-saving controller for a semiconductor refrigerator, characterized in 1.1 that it has a temperature sensor and a control device; 1.2 wherein the control device comprises a switching power supply circuit and a temperature comparison circuit; 1.3 wherein a signal output of the temperature sensor is connected to an input of the temperature comparison circuit; and 1.4, wherein an output of the temperature comparison circuit is connected to an input of the switching power supply circuit.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Das Gebrauchsmuster betrifft eine Energiespar-Steuerung, insbesondere einen Energie-spar-Regler für Halbleiter-Kühlschränke.The utility model relates to an energy-saving controller, in particular an energy-saving controller for semiconductor refrigerators.
Stand der TechnikState of the art
Zurzeit bestehen generell zwei Arten von Steuerverfahren für Halbleiter-Kühlschränke, eine davon ist ohne Temperatursteuerung. Mit der eigenen Kühlleistung des Halbleiterchips wird ein Temperatur-Gleichgewicht erreicht. Ein Nachteil dabei ist, dass die Temperatur nicht regelbar ist und die eingeregelte Temperatur im Kühlschrank sich mit der Änderung der Umgebungstemperatur ändert, wodurch der Halbleiter-Kühlschrank einen hohen Energieverbrauch aufweist. Bei einem anderen Verfahren wird die Temperatur für das Einschalten und Ausschalten so eingestellt, dass ein automatisches Einschalten und Ausschalten realisiert wird. Dabei besteht ein Nachteil darin, dass die eingeregelte Temperatur im Kühlschrank zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten Schwankungen aufweist. Der Energieverbrauch ist hierbei vergleichsweise relativ hoch.At present, there are generally two types of control methods for semiconductor refrigerators, one of which is without temperature control. With the own cooling performance of the semiconductor chip, a temperature equilibrium is achieved. A disadvantage is that the temperature is not controllable and the adjusted temperature in the refrigerator changes with the change in ambient temperature, whereby the semiconductor refrigerator has a high energy consumption. Another method is to set the turn-on and turn-off temperature to realize automatic turn-on and turn-off. There is a disadvantage in that the adjusted temperature in the refrigerator between switching on and off has fluctuations. The energy consumption is comparatively high.
Aufgabetask
Das Ziel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist es, einen Energiespar-Regler für einen Halbleiter-Kühlschrank bereitzustellen, bei dem die Kühlchipleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur eingestellt wird.The object of the present utility model is to provide an energy saving controller for a semiconductor refrigerator in which the cooling chip power is adjusted depending on the ambient temperature.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.This object is achieved by the invention with the features of the independent claim. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this specification.
Um das obige Problem zu lösen, wird mit dem vorliegenden Gebrauchsmuster als technische Lösung ein Energiespar-Regler für Halbleiter-Kühlschranke vorgeschlagen, mit einem Temperatursensor und einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung eine Schaltnetzteilschaltung und eine Temperaturvergleichsschaltung aufweist, und wobei der Signalausgang des Temperatursensors an den Eingang der Temperaturvergleichsschaltung angeschlossen ist, und wobei der Ausgang der Temperaturvergleichsschaltung an den Eingang der Schaltnetzteilschaltung angeschlossen ist. Als Temperatursensor wird ein thermischer Widerstand verwendet.To solve the above problem, the present invention proposes as a technical solution an energy-saving controller for semiconductor refrigerator, comprising a temperature sensor and a control device, wherein the control device comprises a switching power supply circuit and a temperature comparison circuit, and wherein the signal output of the temperature sensor to the Input of the temperature comparison circuit is connected, and wherein the output of the temperature comparison circuit is connected to the input of the switching power supply circuit. As a temperature sensor, a thermal resistance is used.
Die Temperaturvergleichsschaltung weist eine Spannungsteilerschaltung, eine Spannungsvergleichsschaltung und eine Treiberausgangsschaltung auf, wobei der Ausgang der Spannungsteilerschaltung nach dem Vergleich durch die Spannungsvergleichsschaltung die Steuersignale an die Treiberausgangsschaltung ausgibt.The temperature comparison circuit comprises a voltage divider circuit, a voltage comparison circuit and a driver output circuit, wherein the output of the voltage divider circuit outputs the control signals to the driver output circuit after comparison by the voltage comparison circuit.
Die Schaltnetzteilschaltung weist eine Spannungsrückkopplungsschleife auf, wobei ein Regelwiderstand, dessen Ausgang durch die Temperaturvergleichsschaltung gesteuert ist, in einer Reihenschaltung mit der Spannungsrückkopplungsschleife verbunden ist.The switching power supply circuit has a voltage feedback loop, and a variable resistor whose output is controlled by the temperature comparison circuit is connected in series with the voltage feedback loop.
Die obige technische Lösung hat Vorteile: der Energiespar-Regler nutzt die Eigenschaft, dass die Kühlleistung des Halbleiter-Kühlchips sich mit der Größe der angelegten Spannung und des Stroms synchron ändert. Durch die Steuerung der am Kühlchip angelegten Spannung und des Stroms wird die Kühlmenge des Halbleiter-Kühlschranks so eingestellt, dass die Ausgangsleistung des Schaltnetzteils sich ebenfalls ändert, somit wird das Ziel der Energieeinsparung erreicht.The above technical solution has advantages: the energy saving regulator utilizes the property that the cooling performance of the semiconductor cooling chip changes synchronously with the magnitude of the applied voltage and the current. By controlling the voltage and the current applied to the cooling chip, the cooling amount of the semiconductor refrigerator is adjusted so that the output of the switching power supply also changes, thus achieving the goal of energy saving.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle – nicht genannten – Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle.Further details and features will become apparent from the following description of the preferred embodiment in conjunction with the subclaims. In this case, the respective features can be implemented on their own or in combination with one another. The possibilities to solve the problem are not limited to the embodiments. For example, area information always includes all - not mentioned - intermediate values and all imaginable subintervals.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigt:An embodiment is shown schematically in the figure. In detail shows:
Im Zusammenhang mit den Figuren wird der Energiespar-Regler im Folgenden näher erläutert.In connection with the figures, the energy-saving controller will be explained in more detail below.
Wie in
Der Energiespar-Regler stellt einen neuen Einstellmodus für die Temperatur bereit, dabei wird die Eigenschaft vollständig ausgenutzt, dass die Kühlleistung des Halbleiter-Kühlchips sich synchron mit der Größe der angelegten Spannung und des Stroms ändert. Durch Steuerung der am Kühlchip angelegten Spannung und des Stroms wird die Kühlmenge des Halbeiter-Kühlschranks eingestellt. Synchron zur Verringerung der am Halbleiter-Kühlchip angelegten Spannung und des Stroms reduziert sich die Ausgangsleistung des Schaltnetzteils. Dadurch wird das angestrebte Ziel einer Energieeinsparung erreicht.The energy-saving controller provides a new temperature adjustment mode, taking full advantage of the fact that the cooling performance of the semiconductor cooling chip changes in sync with the magnitude of the applied voltage and current. By controlling the voltage applied to the cooling chip and the current, the cooling amount of the semiconductor refrigerator is adjusted. In synchronism with reducing the voltage applied to the semiconductor cooling chip and the current, the output of the switching power supply is reduced. This achieves the desired goal of saving energy.
Da die Kühlleistung des Halbleiter-Kühlsystems sich mit der Änderung der Umgebungstemperatur ändert, kann die Eingangsspannung des Halbleiter-Kühlchips durch Erkennen der Umgebungstemperatur gesteuert werden, um sicherzustellen, dass der Leistungsverbrauch des Halbleiter-Kühlchips unter verschiedener Umgebungstemperatur am geringsten und die Arbeitseffizienz hoch ist.Since the cooling performance of the semiconductor cooling system changes with the change in ambient temperature, the input voltage of the semiconductor cooling chip can be controlled by detecting the ambient temperature to ensure that the power consumption of the semiconductor cooling chip is lowest at different ambient temperatures and the working efficiency is high.
Durch Versuche wurde herausgefunden, dass bei einer Umgebungstemperatur von 25°C (Standard-Umgebungstemperatur, auch der Grenzpunkt der Reglung) die Kühl-Eingangsspannung des Halbeiter-Kühlschranks auf DC 12 V gehalten wird. Nachdem die Kühlmenge die Anforderungen erfüllte, kann die Eingangsspannung auf DC 4 V bis DC 5 V eingestellt werden, so dass das Produkt in den Wärmehaltungszustand eintritt, um die Energieeinsparung zu realisieren. Wenn die Umgebungstemperatur höher als 25°C (25 bis 32°C) ist, wird die Kühl-Eingangsspannung des Halbeiter-Kühlschranks zwischen DC 12.5 V bis DC 13.5 V gehalten, so dass das Kühlsystem bei hoher Umgebungstemperatur auch hohe Kühlmengen haben kann, um die Produktleistung sicherzustellen. Nachdem die Kühlmenge die Anforderungen erfüllte, kann die Eingangsspannung auf DC 5 V bis DC 7 V eingestellt werden, so dass das Produkt in den Wärmehaltungszustand eintritt, um die Energieeinsparung zu realisieren. Wenn die Umgebungstemperatur niedriger als 25°C (25 bis 16°C) ist, wird die Kühl-Eingangsspannung des Halbeiter-Kühlschranks zwischen DC 9 V bis DC 12 V gehalten, so dass der Halbeiter-Kühlschrank bei niedriger Umgebungstemperatur möglichst schnell in den Wärmehaltungszustand eintreten kann. Im Wärmehaltungszustand kann die Eingangsspannung auf DC 3.5 V bis DC 4 V eingestellt werden, um die Energieeinsparung zu realisieren.Experiments have shown that at an ambient temperature of 25 ° C (standard ambient temperature, also the limit of control), the cooling input voltage of the semiconductor refrigerator is maintained at DC 12V. After the cooling amount meets the requirements, the input voltage can be set to DC 4V to DC 5V, so that the product enters the thermal state to realize the energy saving. When the ambient temperature is higher than 25 ° C (25 to 32 ° C), the cooling input voltage of the semiconductor refrigerator is maintained between DC 12.5V to DC 13.5V so that the refrigeration system can also have high cooling rates at high ambient temperatures to ensure product performance. After the cooling amount meets the requirements, the input voltage can be set to DC 5V to DC 7V, so that the product enters the heat holding state to realize the energy saving. When the ambient temperature is lower than 25 ° C (25 to 16 ° C), the cooling input voltage of the semiconductor refrigerator is maintained between DC 9V to DC 12V, so that the semiconductor refrigerator becomes as soon as possible at a low ambient temperature can occur. In the heat holding state, the input voltage can be set to DC 3.5 V to DC 4 V to realize the energy saving.
Für Temperatursensoren zur Erkennung der Umgebungstemperatur und der Temperatur im Kühlschrank wird ein thermischer Widerstand verwendet. Der thermische Widerstand ist in einer Reihenschaltung mit der Spannungsteilerschaltung verbunden. Ein Spannungsteilerwiderstand in der Spannungsteilerschaltung dient als Eingang der Spannungsvergleichsschaltung. Die Spannungsvergleichsschaltung überträgt das Signal durch Vergleich an den Regelwiderstand, dessen Ausgang durch die Temperaturvergleichsschaltung gesteuert ist. Für die Treiberausgangsschaltung können sowohl analoge Schaltungen als auch Mikroschaltungen verwendet werden.For temperature sensors to detect the ambient temperature and the temperature in the refrigerator, a thermal resistance is used. The thermal resistor is connected in series with the voltage divider circuit. A voltage divider resistor in the voltage divider circuit serves as the input of the voltage comparison circuit. The voltage comparison circuit transmits the signal by comparison to the variable resistor whose output is controlled by the temperature comparison circuit. For the driver output circuit, both analog circuits and microcircuits can be used.
Die Schaltnetzteilschaltung weist eine Eingangsgleichrichter- und Filterschaltung, eine Leistungsumwandlungsschaltung, eine Treiberimpuls-Steuerschaltung, eine Ausgangsgleichrichter- und Filterschaltung und eine Spannungsrückkopplungsschleife auf, wobei der Ausgang der Spannungsrückkopplungsschleife mit dem Impulsfrequenz-Steueranschluss der Treiberimpuls-Steuerschaltung verbunden ist, und wobei die Spannungsrückkopplungsschleife auch vom Typ einer Spannungsteilerschaltung ist, und wobei ein Regelwiderstand, dessen Ausgang durch die Temperaturvergleichsschaltung gesteuert wird, in einer Reihenschaltung mit der Spannungsrückkopplungsschleife verbunden ist.The switching power supply circuit includes an input rectifier and filter circuit, a power conversion circuit, a drive pulse control circuit, an output rectifier and filter circuit, and a voltage feedback loop, the output of the voltage feedback loop being connected to the pulse frequency control terminal of the drive pulse control circuit, and wherein the voltage feedback loop is also connected to the voltage feedback loop Type of voltage divider circuit, and wherein a variable resistor whose output is controlled by the temperature comparison circuit is connected in series with the voltage feedback loop.
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2014
- 2014-03-27 DE DE201420002652 patent/DE202014002652U1/en not_active Expired - Lifetime
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