JP2000305632A - ペルチェ素子の温度制御方式 - Google Patents

ペルチェ素子の温度制御方式

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JP2000305632A
JP2000305632A JP11111564A JP11156499A JP2000305632A JP 2000305632 A JP2000305632 A JP 2000305632A JP 11111564 A JP11111564 A JP 11111564A JP 11156499 A JP11156499 A JP 11156499A JP 2000305632 A JP2000305632 A JP 2000305632A
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Motoo Sugawara
元雄 菅原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構造で高精度の温度制御を行うことが
できるペルチェ素子の温度制御方式を提供する。 【解決手段】 ペルチェ素子32の高温側接合部の温度
Thを検出する温度センサ38と、ペルチェ素子32に
加える電圧Vを検出する電圧センサ4と、電流Iを検出
する電流センサ5を設ける。検出したこれらの値を温度
算出部1に入力し、低温側の接合部の温度Tcを算出す
る。温度Tcはペルチェ素子に電流Iを流したときの電
圧の式から算出することができる。温度算出部1で算出
した被制御部側の温度Tcを温度制御部2に入力して、
温度制御部2で例えば温度Tcに基づいてPID制御を
行う。温度制御部2から駆動部3の制御電圧を出力し
て、駆動部3によりペルチェ素子32の電流Iを所定の
電流とすることで、ペルチェ素子32の被温度制御側の
温度Tcを目的の温度に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を用
いた温度制御装置の温度制御を簡易にかつ精度良く行う
ことができるペルチェ素子の温度制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】ペルチェ素子を用いて冷却又は加熱を行
う温度制御装置では、電流を流す方向によって冷却又は
加熱ができる固体素子から構成されるため、高精度の恒
温槽や温度のシーケンス制御等を実現することができ
る。図3はペルチェ素子を用いた従来の温度制御装置の
1例を示す側断面模式図である。断熱体等で構成された
箱体31の底部に、ペルチェ素子32を配設して電源部
35により駆動することで、例えば被温度制御側となる
箱体内部の熱伝導体33を低温側接合部とし、熱交換部
34を高温側接合部として被温度制御物36を所定の低
温に保持する。そのために、熱伝導体33又は被温度制
御物36の温度をサーミスタ等からなる温度センサ37
で、またはこれと合わせて、温度センサ38で高温側接
合部の温度Thとなる熱交換部34の温度の双方を検出
して、これを電源部35に入力することによりペルチェ
素子32に流れる電流を制御する。しかし、このような
ペルチェ素子の温度制御方式では、箱体内部の熱伝導体
33又は被温度制御物36等に温度センサ37を配設し
なけらばならず、温度センサ37のリード線から熱が流
入あるいは流出して、温度センサ37で検出する温度が
実際の熱伝導体33又は被温度制御物36の温度と異な
ることとなり、温度検出の精度を低下させとともに、ペ
ルチェ素子32の熱効率を低下させる。また、箱体31
の内部から外部の電源部までリード線を布線しなけらば
ならず、構造が複雑となるという問題もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、単純な構造で高精度の温度制御を
行うことができるペルチェ素子の温度制御方式を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】ペルチェ素子を用いて冷
却又は加熱を行う温度制御装置の温度制御を行う温度制
御方式において、ペルチェ素子の被温度制御側の接合部
と反対側となる一方の接合部の温度を検出する温度セン
サと、ペルチェ素子に加わる電圧を検出する電圧センサ
と、ペルチェ素子に流がれる電流を検出する電流センサ
と、検出したペルチェ素子の一方の接合部の温度並びに
ペルチェ素子の電圧、電流及び物理定数から、被温度制
御側となる他方の接合部の温度を算出する温度算出部
と、その温度によりペルチェ素子に供給する電流又は電
圧を制御して供給する電源部を設け、ペルチェ素子の被
温度制御側となる他方の接合部の温度を制御する。
【0005】温度制御は、検出した一方の接合部の温度
と算出した他方の接合部の温度の差と、ペルチェ素子の
物理定数から算出するペルチェ素子の吸熱量又は放熱量
と、温度制御装置により温度制御が行われる被温度制御
物とペルチェ素子の他方の接合部の間の熱伝達係数か
ら、被温度制御物の温度を算出し、ペルチェ素子の他方
の接合部の温度に替えて被温度制御部の温度に基づいて
電源を制御する。
【0006】ペルチェ素子の一方の接合側の温度が許容
範囲内で一定とみなされる場合には、ペルチェ素子の一
方の接合側の温度を検出する温度センサを省略する。
【0007】電源部はペルチェ素子に流れる電流を制御
して供給するものとし、ペルチェ素子に流す電流の検出
は、電流センサに替えて電源部の電流を制御する電圧か
ら算出する。
【0008】温度算出部は、ペルチェ素子の一方の接合
部の温度並びにペルチェ素子の電圧及び電流の各々をデ
ィジタル化するA/D変換部と、ディジタル化した温
度、電流及び電圧を入力とし、他方の接合部の温度を出
力とするLUT(Look Up Table )から構成する。
【0009】ペルチェ素子の低温側接合部の温度をT
c、高温側接合部の温度をTh、ゼーベック係数をS、
抵抗をR、電圧をV、電流をIとし、他方の接合部の温
度は、V=R×I+S×(ThーTc)から算出する。
【0010】ペルチェ素子の低温側接合部の温度とT
c、高温側接合部の温度をTh、ゼーベック係数をS、
抵抗をR、熱伝導度をK、電圧をV、電流をIとし、ペ
ルチェ素子の吸熱量Qc又は放熱量QhはQc=S×T
c×I−R×I×I/2−K(Th−Tc)又はQh=
S×Tc×I+R×I×I/2−K(Th−Tc)から
算出する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。図1は、本発明による温度制
御装置に用いるペルチェ素子の温度制御方式の1実施例
を示す概要ブロック図である。温度制御装置の全体の構
成は図3の従来例と略同様であが、ペルチェ素子32の
被温度制御側となる他方の接合部例えば低温側接合部の
温度Tcを検出する温度センサ37は存在しない。但
し、ペルチェ素子32の一方の高温側接合部の温度Th
を検出する温度センサ38を設ける。また、電源部35
の駆動部3からペルチェ素子32に加える電圧Vを検出
する電圧センサ4と、ペルチェ素子32に流がれる電流
Iを検出する電流センサ5を設ける。これらの、検出し
たペルチェ素子32の一方の接合側の温度Th、ペルチ
ェ素子32の電圧V、電流Iを温度算出部1に入力し
て、他方の接合部の温度Tcを算出する。温度Tcの算
出は、ペルチェ素子に電流Iを流したときの電圧の式か
ら算出することができる。ペルチェ素子32内の温度勾
配を直線で近似できるときは、ペルチェ素子32の物理
定数としてのゼーベック係数をS、抵抗をRとすると簡
単に、V=R×I+S×(ThーTc)から算出するす
ることができる。温度算出部1で算出した被制御部側の
温度Tcを電源部35内の温度制御部2に入力して、温
度制御部2で例えば温度Tcに基づいてPID(Propor
tional Integration and Differential )制御を行う。
温度制御部2から駆動部3の制御電圧を出力して、駆動
部3によりペルチェ素子32の電流Iを所定の電流とす
ることで、ペルチェ素子32の被温度制御側の温度Tc
を目的の温度に保持することができる。
【0012】図2は、本発明による温度制御装置に用い
るペルチェ素子の温度制御方式の温度算出部1の1実施
例を示す要部ブロック図である。上記のようにして検出
するペルチェ素子の一方の接合側の温度Thとペルチェ
素子の電圧V、電流Iの各々をディジタル化するA/D
変換部21、22、23を設けて、ディジタル化した温
度Th、電流I及び電圧Vを得る。これらの値をLUT
(Look Up Table )24に入力して、被温度制御側とな
る他方の接合部の温度Tcを得る。LUT24として
は、例えば、ディジタル化した温度Th、電流I及び電
圧Vをアドレスとして入力し、例えば式V=R×I+S
×(ThーTc)に従って予め計算して書き込んである
温度Tcをデータとして出力するROMから構成する。
LUTを使用すると、ペルチェ素子の温度勾配を直線近
似する場合に限らず一般の場合にも容易に、かつ迅速に
温度Tcを算出することができる。なお、ペルチェ素子
32の一方の接合側の温度Thが許容範囲内で一定とみ
なされる場合、例えば一定温度の水で冷却する場合に
は、その温度から温度Thを設定することで、ペルチェ
素子32の一方の接合側の温度Thを検出する温度セン
サ38を省略することができる。また、電源部35の温
度制御部2から出力する駆動部3の制御電圧は、ペルチ
ェ素子32に流れる電流Iに比例する。そこで、これを
Tc算出部に入力することにより、ペルチェ素子32に
流れる電流を検出する電流センサ5を省略することがで
きる。
【0013】上記のようにして算出した温度Tcと、ペ
ルチェ素子32の吸熱量(加熱の場合は放熱量)から、
被温度制御物36の温度Toの温度を算出して、これに
よりペルチェ素子32の温度を制御するようにすること
もできる。この場合には、ペルチェ素子32の吸熱量Q
cがQc=a×(To−Tc)となることを利用する。
ここで、aは被温度制御物36とペルチェ素子32の他
方の接合部の間の熱伝達度である。また、ペルチェ素子
32の吸熱量Qcは、近似としてペルチェ素子32の低
温側接合部の温度をTc、高温側接合部の温度をTh、
ゼーベック係数をS、抵抗をR、熱伝導度をK、電圧を
V、電流をIとして、Qc=S×Tc×I−R×I×I
/2−K(Th−Tc)となることを利用する。また、
加熱する場合には、放熱量Qhとして、Qh=S×Tc
×I+R×I×I/2−K(Th−Tc)から算出す
る。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したように、ペルチェ素子を
用いて冷却又は加熱を行う温度制御装置の温度制御を行
う温度制御方式において、ペルチェ素子の被温度制御側
の接合部と反対側となる一方の側接合部の温度を検出す
る温度センサと、ペルチェ素子に加わる電圧を検出する
電圧センサと、ペルチェ素子に流がれる電流を検出する
電流センサと、検出したペルチェ素子の一方の接合側の
温度並びにペルチェ素子の電圧、電流及び物理定数か
ら、被温度制御側となる他方の接合部の温度を算出する
温度算出部と、その温度によりペルチェ素子に供給する
電流又は電圧を制御して供給する電源部を設けて、ペル
チェ素子の被温度制御側となる他方の接合部の温度を制
御するようにすることにより、単純な構造で高精度の温
度制御を行うことができるペルチェ素子の温度制御方式
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による温度制御装置に用いるペルチェ素
子の温度制御方式の1実施例を示す概要ブロック図であ
る。
【図2】本発明による温度制御装置に用いるペルチェ素
子の温度制御方式の温度算出部の1実施例を示す要部ブ
ロック図である。
【図3】ペルチェ素子を用いた従来の温度制御装置の1
例を示す側断面模式図である。
【符号の説明】
1 温度算出部 2 温度制御部 3 駆動部 4 電圧センサ 5 電流センサ 21、22、23 A/D変換部 24 LUT 31 箱体 32 ペルチェ素子 33 熱伝導体 34 放熱部 35 電源部 36 被温度制御物 37 温度センサ 38 温度センサ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペルチェ素子を用いて冷却又は加熱を行
    う温度制御装置の温度制御を行う温度制御方式におい
    て、ペルチェ素子の被温度制御側の接合部の反対側とな
    る一方の接合部の温度を検出する温度センサと、ペルチ
    ェ素子に加わる電圧を検出する電圧センサと、ペルチェ
    素子に流がれる電流を検出する電流センサと、検出した
    ペルチェ素子の一方の接合部の温度並びにペルチェ素子
    の電圧、電流及び物理定数から、被温度制御側となる他
    方の接合部の温度を算出する温度算出部と、その温度に
    よりペルチェ素子に供給する電流又は電圧を制御して供
    給する電源部を設け、ペルチェ素子の被温度制御側とな
    る他方の接合部の温度を制御することを特徴としたペル
    チェ素子の温度制御方式。
  2. 【請求項2】 温度制御は、検出した一方の接合部の温
    度と算出した他方の接合部の温度の差と、ペルチェ素子
    の物理定数から算出するペルチェ素子の吸熱量又は放熱
    量と、温度制御装置により温度制御が行われる被温度制
    御物とペルチェ素子の他方の接合部の間の熱伝達係数か
    ら、被温度制御物の温度を算出し、ペルチェ素子の他方
    の接合部の温度に替えて被温度制御部の温度に基づいて
    電源を制御することを特徴とした請求項1記載のペルチ
    ェ素子の温度制御方式。
  3. 【請求項3】 ペルチェ素子の一方の接合側の温度が許
    容範囲内で一定とみなされる場合には、その一方の接合
    側の温度を検出する温度センサを省略することを特徴と
    した請求項1記載のペルチェ素子の温度制御方式。
  4. 【請求項4】 電源部はペルチェ素子に流れる電流を制
    御して供給するものとし、ペルチェ素子に流す電流の検
    出は、電流センサに替えて電源部の電流を制御する信号
    から算出することを特徴とした請求項1記載のペルチェ
    素子の温度制御方式。
  5. 【請求項5】 温度算出部は、ペルチェ素子の一方の接
    合部の温度並びにペルチェ素子の電圧及び電流の各々を
    ディジタル化するA/D変換部と、ディジタル化した温
    度、電流及び電圧を入力とし、他方の接合部の温度を出
    力とするLUT(Look Up Table )から構成することを
    特徴とした請求項1記載のペルチェ素子の温度制御方
    式。
  6. 【請求項6】 ペルチェ素子の低温側接合部の温度をT
    c、高温側接合部の温度をTh、ゼーベック係数をS、
    抵抗をR、電圧をV、電流をIとし、他方の接合部の温
    度は、V=R×I+S×(ThーTc)から算出するこ
    とを特徴とした請求項1記載のペルチェ素子の温度制御
    方式。
  7. 【請求項7】 ペルチェ素子の低温側接合部の温度をT
    c、高温側接合部の温度をTh、ゼーベック係数をS、
    抵抗をR、熱伝導度をK、電圧をV、電流をIとし、ペ
    ルチェ素子の吸熱量Qc又は放熱量QhはQc=S×T
    c×I−R×I×I/2−K(Th−Tc)又はQh=
    S×Tc×I+R×I×I/2−K(Th−Tc)から
    算出することを特徴とした請求項1記載のペルチェ素子
    の温度制御方式。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004157989A (ja) * 2002-09-12 2004-06-03 Tokyo Electron Ltd 温度制御装置及び処理装置
KR100441046B1 (ko) * 2001-02-06 2004-07-19 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 관성 온도 제어 시스템 및 방법
US7508671B2 (en) * 2003-10-10 2009-03-24 Intel Corporation Computer system having controlled cooling
WO2015057223A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Smith, Dana Maerta Af Rosenborg Environmental conditioning system for cut flowers and other flora
US9084397B2 (en) 2012-05-04 2015-07-21 Fergus Stewartson Smith Environmental conditoning system for cut flowers and other flora
WO2020066564A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 ソニー株式会社 温度制御装置、衣服および取付補助具

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441046B1 (ko) * 2001-02-06 2004-07-19 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 관성 온도 제어 시스템 및 방법
JP2004157989A (ja) * 2002-09-12 2004-06-03 Tokyo Electron Ltd 温度制御装置及び処理装置
US7508671B2 (en) * 2003-10-10 2009-03-24 Intel Corporation Computer system having controlled cooling
US9084397B2 (en) 2012-05-04 2015-07-21 Fergus Stewartson Smith Environmental conditoning system for cut flowers and other flora
WO2015057223A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Smith, Dana Maerta Af Rosenborg Environmental conditioning system for cut flowers and other flora
JP2016534778A (ja) * 2013-10-17 2016-11-10 マエルタ アフ ローゼンボーグ スミス,ダナ 切り花およびその他の切り取られた草木用環境調整システム
WO2020066564A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 ソニー株式会社 温度制御装置、衣服および取付補助具
JPWO2020066564A1 (ja) * 2018-09-26 2021-09-09 ソニーグループ株式会社 温度制御装置、衣服および取付補助具
JP7430963B2 (ja) 2018-09-26 2024-02-14 ソニーグループ株式会社 温度制御装置、衣服および取付補助具

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