專利名稱：電子無極調溫恒溫箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種恒溫箱，特別是一種電子無級調溫恒溫箱，屬于物理類的恒溫箱領域。
背景技術：
傳統家電使用的是氟里昂制劑制冷，由于其對臭氧層具有破壞作用，已經相繼被淘汰出局。而目前使用的代替品，也還存在著對環境的較少影響或是使用性能較差的缺點，因此，研制開發一種性能優越，對環境無害的恒溫箱技術已經成為全球恒溫技術科學研究領域的一個重點。經文獻檢索發現，中國專利號00225580.4，名稱為高效電子熱電制冷、熱器，該專利自述為高效電子熱電制冷(熱)器，屬應用電的制冷(熱)裝置，其特征在于在電子熱電制冷(熱)元件上設置有阻熱層，使元件的導熱面積小于其導電面積，元件采用焊接或連接，熱電堆中熱電偶的電路采用串聯連接，吸(或放)熱端采用并聯連接。本實用新型具有耗電少，溫差大，制冷(熱)優值系數高的特點，其優值系數可以達到或超過13×10-3K-1，最大溫差可高于普通元件一倍以上，所組成的熱電堆器件結合牢固，工作可靠，使用壽命長，適用于冷凍、冷藏及空調裝置，冷水飲水機等作制冷(熱)器件。該專利是希望通過熱電制冷器本身功率的提高來實現其效果，但實際使用實現不了其效果。
發明內容
本發明從實際出發，針對現有技術的缺陷，提供一種電子無級調溫恒溫箱，根據珀爾貼效應，主要利用半導體熱元件組成器件通電制冷，通過全電子制熱制冷風冷卻復級冗余n+1大功率復臺能源組件及閉環電控技術組合，由高頻開關電源脈寬控制輸出，控制熱電制冷器的電流大小而獲得恒溫的效果。本發明主要包括電子無級調溫恒溫箱屬于物理類的恒溫箱領域。主要包括箱體、傳冷器、熱電制冷器、復合散熱器、風扇、散熱器和閉環電控系統，三個熱電制冷器以及傳冷器位于箱體后內側，復合散熱器設置在箱體后外側與熱電制冷器的熱面向外，在復合散熱器的刺根設置另兩個熱電制冷器，散熱器設置在這另兩個熱電制冷器的熱面上產生復合珀爾貼效應，風扇設置在復合散熱器與散熱器中間，且風向向外，形成風流負反饋降溫。散熱器經熱電制冷器在復合散熱器上獲得30℃的溫差，此時風扇強制風流負反饋冷卻，風經過復合散熱器，把冷溫風吹向散熱器進行強冷卻，使散熱器溫度低于室溫。散熱器溫度越低，由于溫差不變，因而復合散熱器溫度就越低，循環以上過程，形成負溫風流反饋而獲得降溫。復合散熱器上的低溫經熱電制冷器5的熱面，使傳冷器產生30℃的溫差，如果室溫30℃時，傳冷器能獲得-30℃的低溫空氣，在最大溫差下，才能獲得最大致冷功率Qcmax(W)。由于采用風冷卻復級冗余n+1能源組合內熱電制冷器，在運行中壞一個也能正常工作，大大提高了使用可靠性，減少維修率。利用風扇風冷卻把復合散熱器的低溫空氣流向散熱器，形成風冷卻溫流負反饋。使之產生最大溫差，獲得大冷功率，并能節省散熱鋁材。
本發明的閉環電控系統主要包括溫電轉換器、手動開關、電橋電路，冷熱控制系統，高頻開關電源PWM脈寬調制系統，溫度數字顯示屏，直流驅動反相器，大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合，閉環電控系統其連接方式為電橋電路由手動開關取得溫度自設定電壓值Vi與溫電轉換器實測溫電壓Vf連接組成電橋比較，Vi減Vf所產生的橋差量ΔV1輸出的電壓量，分三路連接到冷熱控制系統、高頻開關電源PWM脈寬調制系統及溫度數字顯示屏的輸入端。由冷熱控制系統的輸出冷熱指令信號，連接到直流驅動反相器的輸入端，同時直流開關電源PWM脈寬調制系統輸出直流電壓連接到直流驅動反相器另個輸入端，直流驅動反相器的直流電壓輸出連接到大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合的五個熱電制冷器線端上，進行致冷或制熱。冷熱控制系統由運算放大器和比較器組成，其連接方式為由電橋電路產生的ΔV1連接到冷熱控制系統內的四個運算放大器組成的比例積分差分電路的輸入端，運算放大器的輸出連接到四個比較器組成的邏輯電路的輸入端，其輸出再連接到直流驅動反相器的輸入端，實現致冷或制熱的控制。
當恒溫箱體運轉時，通過調整溫度設定值Vi為所需的箱體溫度，箱體溫度探頭的對應溫度電壓Vf經電橋產生的電壓差值ΔV1經冷熱控制系統運算確認，發出信號給驅動反相器輸出的直流正電壓或者負電壓，由高頻開關電源供給風冷卻復級冗余n+1大功率熱電致冷能源組合，此時為最大功率致冷，當溫度探頭的電壓Vf與溫度設定電壓接近或相同時產生的ΔV1的電壓值，控制高頻開關電源的輸出脈寬變窄，直流電壓降低，能源組合的熱電制冷器電流變小，而致冷功率變小，直至箱體的溫度電壓Vf與溫度設定電壓相同，達到恒溫的目的。
閉環電控系統運轉描述a、溫度給定值Vi與實際箱體溫電值Vf的電橋比較器。b、制冷熱控制系統ΔV1由運算差分的結果判定制冷或制熱的信號驅動反相器。c、高頻開關電源脈寬調制，由ΔV1值控制電源的脈寬，實現VDC輸出的變量。d、LCD溫度數字顯示器，帶有手動、自動溫控顯示。e、驅動反相器具有軟啟動、限流、直流電壓反相輸出功能，是對熱電制冷器的最佳保護方式。f、風冷卻復級冗余n+1大功率熱電致冷能源組合。
本發明具有實質性特點和顯著進步，全電子系統環保型無噪聲、無任何化學成分。制冷制熱一體化，溫控范圍擴大0-50℃。無級溫控，箱體溫度擺動度接近于直線。長壽命由于全電子系統從理論上講，除風扇外其他電子器件壽命在10年以上，不存在機械損耗。裝機率高，調試方便。寬市電范圍220Vac±20％，頻率47-63Hz正常工作。如有特殊要求可做到100Vac-300Vac范圍。節省電能除啟動至恒溫點內，在恒溫點上電能節約為傳統機型的30％。應用冗余n+1技術，使可靠性得到保證。安全性良好，運用低直流電壓12VDC控制。
圖1本發明結構示意側視2本發明結構示意俯視3閉環電控系統示意圖
具體實施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發明主要包括箱體1、散熱器3、傳冷器4、熱電制冷器5和6，復合散熱器7、風扇8和閉環電控系統，三個熱電制冷器5及傳冷器4位于箱體1后內側，復合散熱器7設置在箱體1后，外側與熱電制冷器5的熱面向外，在復合散熱器7的刺根設置另兩個熱電制冷器6，散熱器3設置在這另兩個熱電制冷器6的熱面上，風扇8設置在復合散熱器7與散熱器3中間，且風向向外。
本發明的閉環電控系統主要包括溫電轉換器9、手動開關10、電橋電路11，冷熱控制系統12，高頻開關電源PWM脈寬調制系統13，溫度數字顯示屏14，直流驅動反相器15，大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合2，其連接方式為電橋電路11由手動開關10取得溫度自設定電壓值Vi與溫電轉換器9實測溫電壓Vf連接，組成電橋比較，Vi減Vf所產生的橋差量ΔV1輸出的電壓量，分三路連接到冷熱控制系統12、高頻開關電源PWM脈寬調制系統13及溫度數字顯示屏14的輸入端，由冷熱控制系統12的輸出冷熱指令信號，連接到直流驅動反相器15的輸入端，同時直流開關電源PWM脈寬調制系統13輸出直流電壓連接到直流驅動反相器15另個輸入端，直流驅動反相器15的直流電壓輸出連接到大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合2的五個熱電制冷器5和6線端上，進行致冷或制熱。
冷熱控制系統12由運算放大器16和比較器17組成，其連接方式為由電橋電路11產生的ΔV1連接到冷熱控制系統12內的四個運算放大器16組成的比例積分差分電路的輸入端，運算放大器16的輸出連接到四個比較器17組成的邏輯電路的輸入端，其輸出再連接到直流驅動反相器15的輸入端。
權利要求
1.一種電子無級調溫恒溫箱，主要包括箱體(1)、散熱器(3)、傳冷器(4)、熱電制冷器(5)和(6)，復合散熱器(7)、風扇(8)和閉環電控系統，其特征在于三個熱電制冷器(5)及傳冷器(4)位于箱體(1)后內側，復合散熱器(7)設置在箱體(1)后，外側與熱電制冷器(5)的熱面向外，在復合散熱器(7)的刺根設置另兩個熱電制冷器(6)，散熱器(3)設置在這另兩個熱電制冷器(6)的熱面上，風扇(8)設置在復合散熱器(7)與散熱器(3)中間，且風向向外。
2.根據權利要求1所述的這種電子無級調溫恒溫箱，其特征是閉環電控系統主要包括溫電轉換器(9)、手動開關(10)、電橋電路(11)，冷熱控制系統(12)，高頻開關電源PWM脈寬調制系統(13)，溫度數字顯示屏(14)，直流驅動反相器(15)，大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合(2)，其連接方式為電橋電路(11)由手動開關(10)取得溫度自設定電壓值Vi與溫電轉換器(9)實測溫電壓Vf連接，組成電橋比較，Vi減Vf所產生的橋差量ΔV1輸出的電壓量，分三路連接到冷熱控制系統(12)、高頻開關電源PWM脈寬調制系統(13)及溫度數字顯示屏(14)的輸入端，由冷熱控制系統(12)的輸出冷熱指令信號，連接到直流驅動反相器(15)的輸入端，同時直流開關電源PWM脈寬調制系統(13)輸出直流電壓連接到直流驅動反相器(15)另個輸入端，直流驅動反相器(15)的直流電壓輸出連接到大功率風冷卻復級冗余n+1能源組合(2)的五個熱電制冷器(5)和(6)線端上。
3.根據權利要求1所述的這種電子無級調溫恒溫箱，其特征是冷熱控制系統(12)由運算放大器(16)和比較器(17)組成，其連接方式為由電橋電路(11)產生的ΔV1連接到冷熱控制系統(12)內的四個運算放大器(16)組成的比例積分差分電路的輸入端，運算放大器(16)的輸出連接到四個比較器(17)組成的邏輯電路的輸入端，其輸出再連接到直流驅動反相器(15)的輸入端。
全文摘要
電子無級調溫恒溫箱屬于物理類的恒溫箱領域。主要包括:箱體、傳冷器、熱電制冷器、復合散熱器、風扇、散熱器和閉環電控系統,三個熱電制冷器及傳冷器位于箱體后內側,復合散熱器設置在箱體后外側與熱電制冷器的熱面向外,在復合散熱器的刺根設置另兩個熱電制冷器,散熱器設置在這另兩個熱電制冷器的熱面上產生復合珀爾貼效應,風扇設置在復合散熱器與散熱器中間,且風向向外。本發明具有實質性特點和顯著進步,全電子系統環保型無噪聲、無任何化學成分。溫控范圍擴大0－50℃。無級溫控,長壽命,不存在機械損耗。裝機率高,調試方便。寬市電范圍220Vac±20%,頻率47－63Hz正常工作,使可靠性得到保證,安全性良好。
文檔編號F25B21/02GK1361402SQ02110529
公開日2002年7月31日 申請日期2002年1月10日 優先權日2002年1月10日
發明者岑禮昌 申請人:岑禮昌