[發(fā)明專利]半導(dǎo)體制冷冰箱及其溫度控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410122800.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104331097B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春陽;張奎;王定遠(yuǎn);王銘;苗建林
• 申請（專利權(quán)）人: 海爾集團(tuán)公司;青島海爾股份有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;F25D29/00
• 代理公司: 北京智匯東方知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11391
• 代理人: 薛峰,范曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷設(shè)備，特別是涉及半導(dǎo)體制冷冰箱及其溫度控制方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷冰箱中，為控制冰箱間室的平均溫度，一般是通過直接比較冰箱間室的平均溫度和設(shè)定溫度，利用類似于壓縮機(jī)制冷冰箱中常用的PID算法（或者說，PID調(diào)節(jié)規(guī)則）來確定半導(dǎo)體制冷片的供電電壓。

然而，壓縮機(jī)制冷冰箱中常用的PID調(diào)節(jié)規(guī)則并未考慮到半導(dǎo)體制冷片特殊的制冷特性，不能保證半導(dǎo)體制冷冰箱在正常工作維持其內(nèi)的制冷空間溫度時，半導(dǎo)體制冷片能夠以實(shí)現(xiàn)較高制冷效率的方式工作，或者不能保證在需要半導(dǎo)體制冷冰箱快速制冷時，半導(dǎo)體制冷片能夠以快速獲得最大制冷量的方式工作。

此外，在簡單利用壓縮機(jī)制冷冰箱中常用的PID調(diào)節(jié)規(guī)則來確定半導(dǎo)體制冷片的供電電壓時，還可能會出現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片供電電壓過高的情況。在半導(dǎo)體制冷片供電電壓過高時，半導(dǎo)體制冷片的熱端溫度會快速上升，最終導(dǎo)致半導(dǎo)體制冷片損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體制冷冰箱及其溫度控制方法的至少一個缺陷，提供一種可使半導(dǎo)體制冷片以較高制冷效率快速獲得最大制冷量的方式工作而且可精確控制間室的平均溫度的半導(dǎo)體制冷冰箱及其溫度控制方法。

本發(fā)明一個進(jìn)一步的目的是對半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行保護(hù)，避免熱端溫度過高燒壞半導(dǎo)體制冷片。

為了實(shí)現(xiàn)上述一個或多個目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制冷冰箱的溫度控制方法，包括：第一數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取冰箱間室的平均溫度與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度的溫差；制冷供電步驟：根據(jù)預(yù)設(shè)的PID調(diào)節(jié)規(guī)則,按公式U=U_PID(△T)+U_best確定的供電電壓向所述冰箱的半導(dǎo)體制冷片供電，其中，U為向所述半導(dǎo)體制冷片供電的供電電壓，U_best為使得所述半導(dǎo)體制冷片的制冷效率最高的最高效率電壓，△T為冰箱間室的平均溫度與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度的溫差，U_PID(△T)為根據(jù)所述PID調(diào)節(jié)規(guī)則對所述溫差進(jìn)行運(yùn)算得出的數(shù)值;所述PID調(diào)節(jié)規(guī)則被設(shè)置成：當(dāng)所述溫差大于等于預(yù)設(shè)的溫差閾值時，使得所述供電電壓等于使所述半導(dǎo)體制冷片產(chǎn)生最大制冷量的最大制冷量電壓；當(dāng)所述溫差降低到所述溫差閾值時，使得所述供電電壓開始從所述最大制冷量電壓下降。

可選地，所述PID調(diào)節(jié)規(guī)則被設(shè)置成：當(dāng)所述溫差首次降低到零值后，使得供電電壓經(jīng)歷波動變化，以使所述溫差等于或趨于零值的供電電壓向所述半導(dǎo)體制冷片供電。

可選地，所述第一數(shù)據(jù)獲取步驟還包括采集所述半導(dǎo)體制冷片的熱端溫度；而且所述方法在所述第一數(shù)據(jù)獲取步驟與所述制冷供電步驟之間還包括：第一熱端禁止溫度判斷步驟：判斷所述熱端溫度是否達(dá)到或超出預(yù)設(shè)的禁止溫度；若所述熱端溫度達(dá)到或超出所述禁止溫度，則執(zhí)行如下第一停止供電步驟：將向所述半導(dǎo)體制冷片的供電電壓設(shè)置為零，停止對所述半導(dǎo)體制冷片供電。

可選地，所述方法在所述第一熱端禁止溫度判斷步驟之后還包括：若所述熱端溫度小于所述禁止溫度，則繼續(xù)執(zhí)行如下熱端保護(hù)溫度上限判斷步驟：判斷所述熱端溫度是否達(dá)到或超出預(yù)設(shè)的熱端保護(hù)溫度上限，其中所述熱端保護(hù)溫度上限小于所述禁止溫度；若所述熱端溫度達(dá)到或超出所述熱端保護(hù)溫度上限，則執(zhí)行如下第一降至維持電壓步驟：降低所述供電電壓至預(yù)設(shè)的維持電壓；若所述熱端溫度小于所述熱端保護(hù)溫度上限，則執(zhí)行所述制冷供電步驟。

可選地，所述方法在所述第一降至維持電壓步驟之后還包括：第二數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取所述平均溫度與所述目標(biāo)溫度的溫差，并采集所述熱端溫度；第二熱端禁止溫度判斷步驟：判斷所述熱端溫度是否達(dá)到或超出所述禁止溫度；若所述熱端溫度達(dá)到或超出所述禁止溫度，則執(zhí)行如下第二停止供電步驟：將向所述半導(dǎo)體制冷片的供電電壓設(shè)置為零，停止對所述半導(dǎo)體制冷片供電；若所述熱端溫度小于所述禁止溫度，則執(zhí)行如下熱端保護(hù)溫度下限判斷步驟：判斷所述熱端溫度是否達(dá)到或低于預(yù)設(shè)的熱端保護(hù)溫度下限，其中所述熱端保護(hù)溫度下限小于所述熱端溫度保護(hù)上限；若所述熱端溫度達(dá)到或低于所述熱端保護(hù)溫度下限，則執(zhí)行所述制冷供電步驟；若所述熱端溫度大于所述熱端保護(hù)溫度下限，則執(zhí)行如下第二降至維持電壓步驟：降低或保持所述供電電壓至所述維持電壓。

可選地，在執(zhí)行所述第二停止供電步驟后，所述方法循環(huán)回所述第二數(shù)據(jù)獲取步驟繼續(xù)執(zhí)行。

可選地，執(zhí)行所述第二降至維持電壓步驟后，所述方法循環(huán)回所述第二數(shù)據(jù)獲取步驟繼續(xù)執(zhí)行。

可選地，所述維持電壓為根據(jù)冰箱最低制冷需求確定的最小制冷量電壓。