[實用新型]一種半導體制冷器降溫儀

有效

• 申請號: 201520042061.4
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN204593938U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 吳永慶
• 申請（專利權）人: 杭州大和熱磁電子有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25B49/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;方琦

技術領域

本實用新型涉及溫度控制，尤其是涉及一種用于對通信設備中關鍵芯片進行降溫的半導體制冷器降溫儀。

背景技術

隨著光通信技術的發展，光通信的設備體積越來越小，關鍵芯片溫度控制要求高也越來越高。由于光通信系統一般在室外工作，工作環境的溫度是不恒定的。不同季節，不同地區溫差變化大。高溫下往往會使器件的性能明顯惡化，嚴重時甚至出現損壞現象，影響系統的正常工作。為了保證其穩定性，可以選用半導體致冷器對通信設備進行降溫控制。半導體致冷器具有無噪聲、無振動、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點，且工作可靠，操作簡便，易于進行冷量調節。

中華人民共和國國家知識產權局于2013年01月30日公開了公開號為CN102901265A的專利文獻，名稱是一種半導體制冷的吸附式裝置，其包括制冷機構和待降溫密室，制冷機構包括半導體制冷片、第一密封圈、密封塞、連接線、圓環；半導體制冷片有鑲嵌結構，第一密封圈的部分鑲嵌在半導體制冷片上；圓環通過焊接固定在半導體制冷片側面，并通過連接線與密封塞連接；第一密封圈上開有一個通氣孔，密封塞插入通氣孔內，并與第一密封圈緊密配合；待降溫密室包括光滑平板、空腔、絕熱層；空腔是絕熱層與光滑平板共同包圍形成的；空腔通過光滑平板與外界產生熱交換。此方案無法自動控制半導體制冷片的工作狀態，需要人為手動開關，較為不便。

發明內容

本實用新型主要是解決現有技術所存在的對半導體制冷片的控制不夠方便的技術問題，提供一種可以根據需要自動開啟或關閉的半導體制冷器降溫儀。

本實用新型針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種半導體制冷器降溫儀，包括半導體制冷器、控制電路板和散熱裝置，所述半導體制冷器與控制電路電連接，所述半導體制冷器的冷面與被降溫的芯片貼合，半導體制冷器的熱面與散熱裝置貼合；所述控制電路板的電路包括溫度采集單元、數據處理單元和制冷器控制單元，所述溫度采集單元電連接數據處理單元，數據處理單元通過制冷器控制單元連接半導體制冷器，溫度采集單元還與被降溫的芯片連接。

半導體制冷器的工作原理是：當它接通相應值的直流電源后，半導體制冷器冷熱面溫度就會產生變化，冷面溫度下降，熱面溫度上升，經過一定時間后，形成一個明顯的基本穩定的溫度差。通信設備關鍵芯片一般只需要15℃左右降溫要求，選用4.5W功率，3A電流的MINI型半導體制冷器?，溫差可以達到30℃，足以滿足要求。溫度采集單元采集被降溫的芯片的溫度并發送給數據處理單元。當溫度高于啟動閾值時，數據處理單元發送信息給制冷器控制單元，制冷器控制單元控制半導體制冷器工作，將冷面的熱量傳遞到熱面，然后通過散熱裝置發散到空氣中，從而降低被降溫的芯片的溫度，達到保護芯片的目的。當被降溫芯片的溫度低于關閉閾值時，數據處理單元通過制冷器控制單元控制半導體制冷器斷電停止工作。本方案可以自動開啟和關閉，無需人工干預。

作為優選，所述溫度采集單元包括熱敏電阻、AD7792芯片、電阻R10、電容C10、電容C11和電容C12，所述熱敏電阻跨接在AD7792芯片的5腳和6腳之間，電阻R10跨接在AD7792芯片的9腳和10腳之間，AD7792芯片的4腳和5腳連接，9腳、11腳和6腳連接；電容C10的第一端連接AD7792芯片的14腳，第二端接地；電容C11跨接在AD7792芯片的12腳和13腳之間，電容C12和電容C11并聯；AD7792的14腳連接電源VCC，13腳連接電源AVCC，12腳接地，1腳、16腳、15腳和3腳連接數據處理單元。

熱敏電阻與被降溫的芯片直接接觸，采集溫度信息并通過AD7792芯片放大、模數轉換以后發送到數據處理單元。

作為優選，所述數據處理單元包括ATMEGA8單片機，所述ATMEGA8單片機的30腳、31腳、32腳和1腳連接AD7792芯片，24腳、25腳和26腳連接制冷器控制單元；ATMEGA8單片機的23腳連接發光二極管DS2的正極，發光二極管DS2的負極通過電阻R3接地。

ATMEGA8單片機對溫度信息進行判斷，如果高于啟動閾值則向制冷器控制單元發送啟動指令，如果低于關閉閾值則想制冷器控制單元發送關閉指令。發光二極管顯示ATMEGA8單片機的工作狀態。

作為優選，所述制冷器控制單元包括數模轉換器和驅動芯片，所述數模轉換器為AD5320芯片，驅動芯片為MAX8520芯片，AD5320芯片的6腳、5腳和4腳連接ATMEGA8單片機，1腳連接MAX8520芯片的10腳；MAX8520芯片的18腳和19腳連接半導體制冷器的兩個輸入端。