半导体制冷设备风冷式散热控制方法

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半导体制冷设备风冷式散热控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷设备散热技术领域,特别是一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法。
【背景技术】
[0002]半导体制冷设备一般都包括有半导体制冷模块、冷端散热器和热端散热器。半导体制冷模块的冷端制冷,通过冷端散热器对设备间室制冷,热端制热,通过热端散热器对热端散热,
现有的半导体制冷系统采用恒压的方式驱动风扇,使得风扇转速恒定。然而,恒定的转速对风扇的磨损较大,使得风扇的寿命短,工作噪声大。再有,由于半导体制冷模块的温度并不是恒定的,当半导体制冷模块的温度降低时,只需风扇的低速运转即可满足换热,同时,当半导体制冷模块的温度升高时,需要风扇高速运转才能满足换热,然而,风扇的转速恒定,不仅导致了能源的浪费,同时也导致制冷效果低。
[0003]此外,半导体制冷设备的供电电源为了满足半导体制冷模组的制冷量需求,仅仅设置有一个大功率电源,为半导体制冷模组供电的同时为风扇提供工作电压。然而,只需要采用一个小功率电源便能够保证风扇的正常工作,而仍然采用大功率电源进行供电,则会导致能耗增加,不利于节约电能。
[0004]另外,在现有的半导体制冷设备中,在半导体制冷设备的半导体制冷模块两端的电压过高、半导体制冷模块的热端的散热不良等情况下,半导体制冷模块的热端温度往往会快速上升,最终导致半导体制冷模块损坏。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法,降低风扇噪首,提闻使用寿命。
[0006]为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法,所述风冷式散热装置包括风扇和至少两个散热模块,散热模块包括连接在一起的导热体和热管,热管上还连接有散热片组;其中一散热模块的热管还连接其余一个或多个散热模块的散热片组,风扇位于散热片组之间,散热片组的散热片上开设有通孔,同一散热片组中的各个通孔形成风道,所述控制方法为:第一数据获取步骤:获取间室内平均温度Tr与预设的目标温度Ts的温差Λ T ;制冷供电步骤:根据温差Λ T确定向所述半导体制冷模块供电的供电电压U ;
散热控制步骤:
若供电电压U >设定值,控制风扇启动,并根据温差Λ T的大小调整风扇的转速;
若供电电压U <设定值,控制风扇停止运行。
[0007]可选的,半导体制冷设备包括向半导体制冷模块供电的功率输出模块,所述功率输出模块包括额定功率小的输出电压范围为(Umin,Ubest)的第一功率输出模块和额定功率大输出电压范围为(Ubest,Umax)的第二功率输出模块;
所述第一功率输出模块为所述风扇供电;
其中,所述设定值为Ubest, Ubest为使得所述半导体制冷模块的制冷效率最高的最高效率电压;
Umax >根据制冷设备最大制冷量需求确定的最大制冷量电压;
Umin <根据制冷设备最低制冷需求确定的最小制冷量电压。
[0008]进一步的,所述第一数据获取步骤还包括采集所述半导体制冷模块的热端温度;而且
所述方法在所述第一数据获取步骤与所述制冷供电步骤之间还包括:
第一热端禁止温度判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出预设的禁止温度;若所述热端温度达到或超出所述禁止温度,则执行如下第一停止供电步骤:将向所述半导体制冷模块的供电电压设置为零,停止对所述半导体制冷模块供电。
[0009]再进一步的,所述方法在所述第一热端禁止温度判断步骤之后还包括:
若所述热端温度小于所述禁止温度,则继续执行如下热端保护温度上限判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出预设的热端保护温度上限,其中所述热端保护温度上限小于所述禁止温度;
若所述热端温度达到或超出所述热端保护温度上限,则执行如下第一降至维持电压步骤:降低所述供电电压至预设的维持电压;
若所述热端温度小于所述热端保护温度上限,则执行所述制冷供电步骤。
[0010]所述方法在所述第一降至维持电压步骤之后还包括:
第二数据获取步骤:获取所述平均温度与所述目标温度的温差,并采集所述热端温度;
第二热端禁止温度判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出所述禁止温度;若所述热端温度达到或超出所述禁止温度,则执行如下第二停止供电步骤:将向所述半导体制冷模块的供电电压设置为零,停止对所述半导体制冷模块供电;
若所述热端温度小于所述禁止温度,则执行如下热端保护温度下限判断步骤:判断所述热端温度是否达到或低于预设的热端保护温度下限,其中所述热端保护温度下限小于所述热端温度保护上限;
若所述热端温度达到或低于所述热端保护温度下限,则执行所述制冷供电步骤;
若所述热端温度大于所述热端保护温度下限,则执行如下第二降至维持电压步骤:降低或保持所述供电电压至所述维持电压。
[0011]可选的,在执行所述第二停止供电步骤后,所述方法循环回所述第二数据获取步骤继续执行。
[0012]可选的,执行所述第二降至维持电压步骤后,所述方法循环回所述第二数据获取步骤继续执行。
[0013]可选的,所述维持电压为根据制冷设备最低制冷需求确定的最小制冷量电压。
[0014]可选的,在执行所述散热控制步骤后,所述方法循环回所述第一数据获取步骤继续执行。
[0015]可选的,所述第一数据获取步骤和所述第二数据获取步骤分别包括: 获取预设的所述目标温度,并采集制冷设备间室的所述平均温度;
计算所述平均温度与所述预设目标温度Ts之间的温差。
[0016]与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:
本发明由于半导体制冷设备风冷式散热装置的设计,大大提高了散热模块在自然无风状态下的散热效果,因而,本发明的方法可以提高风扇启动的限制条件,只有在供电电压U>设定值,控制风扇启动,并根据温差Λ T的大小调整风扇的转速,在供电电压U <设定值时,控制风扇停止运行,风扇不是实时处于运转状态,因而,在保证散热的同时,降低了风扇转动产生的噪音,提高了风扇的使用寿命,降低了能耗。
[0017]本发明的方法采用不同额定功率的功率输出模块为半导体制冷模块供电,采用额定功率小的第一功率输出模块为风扇供电,可进一步降低能耗。
[0018]本发明的方法由于能够在热端温度达到或超出热端保护温度上限,降低或保持向所述半导体制冷模块供电的供电电压为预设的维持电压,因此能够兼顾对半导体制冷模块的保护和制冷效果,即在对半导体制冷模块进行保护时可继续对半导体制冷设备供电,避免了对半导体制冷设备的制冷效果带来过大负面影响。
[0019]在本发明的方法中,当热端温度达到或超出禁止温度,则停止对半导体制冷模块供电,因此避
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