[發(fā)明專利]溫度控制裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710162890.6
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101165625A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡本弘治;木村正信
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G05D23/20
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 董方源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及溫度控制裝置和方法以及程序。具體而言，本發(fā)明涉及使用Peltier設(shè)備有效地控制需要冷卻和加熱應(yīng)用兩者的控制目標(biāo)的溫度的溫度控制裝置和方法及其程序。

背景技術(shù)

近年來，Peltier設(shè)備已被用于控制作為冷卻應(yīng)用的控制目標(biāo)的溫度(例如參見日本專利早期公開No.2005-250249)。

例如，圖1以示例方式示出使用Peltier設(shè)備的現(xiàn)有溫度控制系統(tǒng)(下文稱之為現(xiàn)有系統(tǒng))的配置。

圖1的現(xiàn)有系統(tǒng)被配置為包括通過冷卻扇16的控制目標(biāo)11。

圖1的現(xiàn)有系統(tǒng)具有Peltier設(shè)備12，用于冷卻控制目標(biāo)11。

Peltier設(shè)備12是具有Peltier效應(yīng)的設(shè)備。Peltier效應(yīng)是一種現(xiàn)象，其中當(dāng)電流流過不同導(dǎo)體(例如p型和n型導(dǎo)體)之間的節(jié)點時，在節(jié)點處發(fā)生熱量吸收。Peltier設(shè)備被配置為使得多個p型和n型半導(dǎo)體通過一個導(dǎo)體被交替連接到一對基板的各個相對側(cè)。當(dāng)向Peltier設(shè)備施加電壓時，基板側(cè)之一變?yōu)闊崃课諅?cè)，而另一基板側(cè)變?yōu)闊崃可蓚?cè)。

在圖1的示例中，Peltier設(shè)備12的A側(cè)被用作熱量吸收側(cè)，B側(cè)被用作熱量生成側(cè)。另外，控制目標(biāo)被布置在靠近A側(cè)。當(dāng)預(yù)定的正電壓值被應(yīng)用到Peltier設(shè)備12時，在A側(cè)和B側(cè)之間出現(xiàn)對應(yīng)于該正電壓值的溫度差ΔT。這里，由于A側(cè)變?yōu)闊崃课諅?cè)，因此在出現(xiàn)的溫度差ΔT中，B側(cè)具有高溫度，A側(cè)具有低溫度。因此，由控制目標(biāo)11輻射的熱量被A側(cè)吸收，從而控制目標(biāo)可以被冷卻。

例如，由例如專用硬件、計算機等構(gòu)成的控制器15基于測量控制目標(biāo)11的溫度的溫度傳感器14感測到的溫度確定一個預(yù)定的正電壓值，作為到Peltier設(shè)備12的命令電壓。控制器15通過向Peltier設(shè)備12施加命令電壓來改變Peltier設(shè)備12的溫度差ΔT，隨后執(zhí)行溫度控制，以便冷卻控制目標(biāo)11。順便提及，上述命令電壓指的是用于Peltier設(shè)備12的驅(qū)動電壓。

在該溫度控制中，當(dāng)感測到的控制目標(biāo)11的溫度高于控制目標(biāo)值時，即當(dāng)感測到的溫度和控制目標(biāo)值之間的誤差(溫度差)增大時，來自控制器15的命令電壓，即正電壓值增大。因此，Peltier設(shè)備12的溫度差ΔT因此增大。

在此情況下，在Peltier設(shè)備12中，如果B側(cè)的溫度恒定，A側(cè)的溫度則根據(jù)溫度差ΔT的增大而下降，這增強了控制目標(biāo)11的冷卻效果。然后，感測到的控制目標(biāo)11的溫度逐漸下降到接近控制目標(biāo)值。換言之，感測到的溫度和控制目標(biāo)值之間的誤差(溫度差)逐漸減小。另外，來自控制器15的命令電壓，即正電壓值逐漸減小。而且，Peltier設(shè)備12的溫度差ΔT因此逐漸減小。最后，感測到的控制目標(biāo)11的溫度與控制目標(biāo)值一致，就是說，感測到的溫度和控制目標(biāo)值之間的誤差(溫度差)被消除。因此，來自控制器15的命令電壓變?yōu)?，而且Peltier設(shè)備12的溫度差ΔT被消除。

但是，在圖1中的Peltier設(shè)備12中，B側(cè)充當(dāng)用于導(dǎo)致加熱現(xiàn)象的熱量生成側(cè)，所述加熱現(xiàn)象是一種與A側(cè)的冷卻現(xiàn)象相反的現(xiàn)象。B側(cè)的溫度上升，除非某些措施被應(yīng)用到B側(cè)。在此情況下，如果來自控制器15的命令電壓是恒定的，就是說，如果Peltier設(shè)備12的溫度差ΔT是恒定的，A側(cè)的溫度則由于B側(cè)溫度上升而上升，這減小了控制目標(biāo)11的冷卻效果。根據(jù)情況，感測到的控制目標(biāo)11的溫度也上升到高于控制目標(biāo)值的水平。換言之，感測到的溫度和控制目標(biāo)值之間的誤差(溫度差)增大。而且，來自控制器15的命令電壓，即正電壓值因此上升。就是說，除非B側(cè)的溫度增大被抑制，否則Peltier設(shè)備的溫度差ΔT將進一步增大。最后，在溫度差ΔT超過準(zhǔn)許值時，Peltier設(shè)備12失去控制(變得無法控制)。

因此，有必要抑制B側(cè)的溫度上升，以便增強控制目標(biāo)11上的冷卻效果并且防止Peltier設(shè)備12失去控制。為了滿足這種需求，圖1的現(xiàn)有系統(tǒng)包括了用于從B側(cè)輻射熱量的輻射器13和用于冷卻輻射器13的冷卻扇16。順便提及，日本專利早期公開No.2005-250249采用散熱片作為輻射器13。

發(fā)明內(nèi)容

但是，在圖1的現(xiàn)有系統(tǒng)中，實質(zhì)上沒有對Peltier設(shè)備12的B側(cè)執(zhí)行溫度控制。因此，不能說B側(cè)的溫度升高被適當(dāng)?shù)匾种啤＞褪钦f，僅僅提供輻射器13和冷卻扇16來增強對控制目標(biāo)11的冷卻效果并且防止Peltier設(shè)備失去控制是不夠的。