[發明專利]散熱控制系統及其散熱控制方法

無效

• 申請號: 200710305882.2
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101470449A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 李崇華;蔡宏杰
• 申請（專利權）人: 和椿科技股份有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;H05K7/20;H01L23/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 戈 泊

技術領域

本發明涉及一種散熱控制系統及其散熱控制方法，更詳而言之，涉及一種應用于發熱元件冷卻的散熱控制系統及其散熱控制方法。

背景技術

按一般發光二極管(Light?Emitting?Diode)的發光機制主要是仰賴半導體P-N接口上電子電洞的結合，通過發光材料激發出光能，然而，并非每對電子電洞的結合皆能讓電能完全轉換成光能，且以目前發光元件的光電轉換效率來看，大約僅有四成可轉換成有用的光源，換言之約有六成的電能將變成無法利用的熱能釋放出來。

由于半導體材料(如：陶瓷材料)普遍具有極佳的保溫效果(散熱不易)，造成上述的熱能將容易累積在內部難以導出，且過度的熱量累積將會造成P-N接口材料崩壞，進而致使整體工作效能降低甚至喪失，因此一般半導體主動元件皆需要采用有效的散熱設計。

依據不同元件的尺寸和操作功率，需要不同能力的散熱模塊，如現今常用的氣冷式散熱模塊的結構，其主要是由一導熱片、一散熱鰭片及一風扇所構成，通過該熱導片將熱源收集于一載板并傳導分散至該散熱鰭片，再由該散熱鰭片將熱源傳導至空氣中，接續通過該風扇將散熱鰭片上所散逸的熱空氣排出，但是氣冷式散熱模塊仍有相當的缺陷，例如：導熱元件使用一段時間后會達到熱平衡，且熱源(如：發光層)與冷源(冷空氣)往往會因機構配置設計而需間隔一段距離，使得熱累積的問題仍難以根除，另外風扇若過小，則帶動冷空氣與散逸熱空氣的循環效果較差，而若風扇過大，雖或可得到較佳的循環效果，但相對亦會帶來高耗電、容積占用及噪音等問題。

基于上述的缺陷，有不同的技術被提出并嘗試發展，例如：微導管水冷技術、焦耳-湯森(Joule-Thomson)元件致冷技術、半導體致冷技術等。其中微導管水冷技術及焦耳-湯森元件致冷技術由于目前仍在實驗認證階段且制程困難價昂，故短時間內難以普遍使用而不具備市場經濟價值。而半導體致冷技術主要包括有熱電致冷、熱離子場發射(Field?Emission)致冷、標準電子穿隧(Standard?Electronics?Tunneling)致冷，其中后兩者雖效能強大，但亦仍在實驗發展階段而尚未達到實用經濟價值，故在此不予以贅述。

在熱電致冷技術中的致冷原理主要是依據珀爾帖效應(PeltierEffect)與席貝克效應(Seeback?Effect)分別從不同角度解釋電流產生溫差或是溫差產生電流的物理現象，即利用一冷導板及一熱導板相互進行熱交換，以達到散熱的效果，由于熱電裝置具有體積小、壽命長、無噪音、無須使用冷媒(無環保公害)、可倒立或側立使用(無方向限制)、極低的維護成本等優點，故目前廣為業界所普遍采用，但是其造價依然較氣冷式散熱模塊高，且能源轉換效率低(約40～50％)。

所以，如何提供一種利用熱電致冷技術，且可同時提高能源使用效率及散熱效率，以相對延長發熱元件使用壽命的散熱控制系統及其散熱控制方法，實為目前此產業界中亟待解決的問題。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺點，本發明的一目的在于提供一種可提高能源使用效率的散熱控制系統及其散熱控制方法。

本發明的另一目的在于提供一種可提高散熱效率的散熱控制系統及其散熱控制方法。

本發明的又一目的在于提供一種可增加發熱元件使用壽命的散熱控制系統及其散熱控制方法。

本發明的再一目的在于提供一種利用熱電裝置的致冷原理，同時達到良好散熱效能及低耗能目的，以及減少風扇使用以降低噪音及散熱模塊損壞的散熱控制系統及其散熱控制方法。

為達到上述目的及其它目的，本發明所提供的散熱控制系統，應用于發熱元件的冷卻控制，該散熱控制系統包括；一熱電模塊，與該發熱元件相互接觸，用以冷卻該發熱元件的溫度，及將該發熱元件的熱轉換為電能；一電源模塊，與該發熱元件以及該熱電模塊電性連接，用以分別供給該發熱元件及該熱電模塊動作所需電能；以及一控制模塊，與該發熱元件、該熱電模塊以及該電源模塊電性連接，用以感測該發熱元件的溫度，以對所感測的溫度與預設的溫度值進行比較程序，從而于該發熱元件動作溫度高于預設溫度值時，令該熱電模塊冷卻該發熱元件，相對于該發熱元件動作溫度低于預設溫度值時，令該熱電模塊將該發熱元件動作所產生的熱轉換成電能。該預設的溫度值包含一溫度上限值及一溫度下限值；該熱電模塊例如為致冷芯片。