专利名称：温差电致冷组件失效率试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温差电技术应用技术领域，特别是涉及一种温差电致冷组件失效率试验装置。
背景技术：
温差电致冷组件失效率试验是给温差电致冷组件通以最大温差电压，使其正常工作，控制温差电致冷组件的热面温度为恒定值进行连续不间断寿命考核的试验，其目的是确保温差电致冷组件性能的可靠性。
目前进行温差电致冷组件失效率试验多采用临时拼凑的散件，集成度较低，样品热面温度手控，控温存在较大误差的非专用设备，该失效率试验得出的温差电致冷组件数据可靠性低，并且容易损坏温差电致冷组件。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提供了一种搭载平台大、适于范围广、控温精度高、能够实现自适应控温和超温保护的温差电致冷组件失效率试验装置。
本实用新型所采取的技术方案是
温差电致冷组件失效率试验装置，其特点是包括试验装置平台部分、控制部分和超温报警保护电路部分，所述试验装置平台部分包括平台结构散热器，散热器基板侧面均匀分布有两个以上盲孔作为加热器孔，加热器孔内均设置有加热器，散热器基板侧面还有热偶孔，热偶孔内设置有热偶；所述控制部分包括连接热偶的控温表；所述超温报警保护电路部分包括电压比较
电路、超温断电保护电路、报警信号触发电路和达林顿型放大器。
本实用新型还可以采用如下技术措施
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特点是所述散热器为两个并联的铝材料直纹高密式肋片散热器，每个散热器上分别设置有一个热敏电阻，两个热敏电阻并联后接到控制部分中的超温报警保护电路；散热器两侧通过螺栓和不锈钢连接条连接紧固构成散热平台，散热器上面固定有大功率无刷直流轴流风机；所述加热器为陶瓷加热器；所述热偶、陶瓷加热器与散热器基板之间设置有导热绝缘胶。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述控温表为
土rc精度PiD控温表，输出端连接有输出端子。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述电压比较电路由热敏电阻RT1、热敏电阻RT2并联后与电位器RP1串联构成。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述超温断电保护电路由PNP型小功率管VT1、电阻器R1、发光二极管LED1、三端稳压电路TL431和继电器K1构成。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述报警信号触
发电路由整流二极管VD2、整流二极管VD3、 PNP型小功率管VT2、三端稳压电路TL431和语音集成电路IC1构成。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述达林顿型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4组成。
所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述超温报警保护电路部分还设置有电阻器R4、电容器C2、整流二极管VD4、整流二极管VD5、稳压二极管VDW1和电容器Cl。
本实用新型具有的优点和积极效果
温差电致冷组件失效率试验装置，由于采用高精度PID控温表的控温方式、采用强迫风冷散热模式、设置超温保护功能，具有智能控温系统，自动调温，自动实现声控报警，受外界环境温度变化影响小，随着环境温度变化实现自适应温度调节，保证设置散热平台温度的恒定；对热补偿陶瓷加热器分布及其发热情况的设置，保证了整个散热平台温度场分布均匀，其温度精
度为土rc。
图1为本实用新型带有风机罩的装置结构示意图；图2为图1中去掉风机罩的装置结构主视示意图；图3为图1中去掉风机罩的装置结构俯视示意图；图4为温差电致冷组件失效率试验装置控制电路示意图；图5为温差电致冷组件失效率试验装置超温报警保护电路图。
图中，l-连接条，2-螺栓，3-散热器，4-热偶，5-陶瓷加热器，6-热敏电阻，7-加热器孔，8-风机罩，9-风机，10-支座，11-PID控温表，12-固态继电器，13-直流开关电源，14-继电器，15-扬声器。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施
例，并配合图1-图5附图详细说明如下
温差电致冷组件失效率试验装置包括试验装置平台部分、控制部分和超温报警保护电路部分。
试验装置平台部分将基板厚度6 mm、肋片厚度1. 5mm、肋片间距2 nun、外形尺寸长X宽X高为500mmX72mmX35mm的两个铝材料直纹高密式肋片散热器3并联，两侧通过螺栓2和不锈钢连接条1连接紧固构成散热平台，该散热平台在大幅度减小散热器重量和体积的同时，显著提高有效散热面积，不产生热积聚，实现高效散热；散热器3的基板侧面均匀分布有30个O5mm深50mm的盲孔作为加热器孔7,在加热器孔7内填充具有导热性良好绝缘的导热硅脂作为导热胶，把05mm长30mm的高性能陶瓷加热器5嵌入每一个加热器孔7内，陶瓷加热器5引出导线并联后连接到控制电路中，用导热胶封口处理，保证陶瓷加热器5与散热器3基板良好绝缘导热性能，避免出现漏电状况，实现散热平台温度热补偿，使整个平台温度一致性，并减少热损失;散热平台上的一个散热器3基板中部、距陶瓷加热器5 —侧2mm处有一个热偶4，保证热偶4所监测的平台温度真实有效，热偶4与散热器3基板也同样采取导热绝缘胶处理；散热平台的两个散热器3上分别设置有一个热敏电阻6，将两个热敏电阻6并联后接到控制部分中的超温报警保护电路，确保平台任何一侧出现故障即可实现报警，并切断整个装置的电源系统，保护温差电致冷组件不受损坏；采用厚度为lmm的硬铝板加工成的外形长X宽X高为500腿X146腿X75mm的散热器风机罩8，在风机罩8的底面内侧装有两只大功率直流轴流风机9，实现散热平台具有足够大的风量和散热能力，通过螺栓2固定在散热器3两侧，为实现散热提供风道，外侧装有四个外径X高为025mmX55mm的圆柱形支座10，对整个散热平台起到支撑和定位的作用，保证整个装置具有足够的机械强度，并为散热风机提供足够大的散热通道，确保其散热充分。
控制部分交流220V市电与控温精度达到士rC的PID控温表11、陶瓷加热器5和直流开关电源13相连接。直流开关电源13直流输出端子与风机9供电端子连接。嵌入在散热器3平台内部的热偶4与PID控温表11的热电偶端子连接。交流220V市电将陶瓷加热器5、固态继电器12信号输出端子串接构成回路。固态继电器12的控制端子与PID控温表11的输出控制信号端子连接。当陶瓷加热器5工作时实现对散热器3平台的补偿加热。图4中继电器14的常闭触点，当图5中的继电器14得电，图4中的继电器14的常闭触点断开，使整个电路掉电，保护整个工作系统。继电器14 "常闭"状态下，整个系统正常工作，交流220V市电分为三路为PID控温表11、陶瓷加热器5和直流开关电源13供电。直流开关电源13输出直流电驱动风机9工作，为平台散热，确保平台不出现热集聚情况。设计组件工作时散热器3平台温度低于设定温度50°C，通常低于设定温度0°C 5°C。 PID控温表11监测散热器3平台的温度，并根据监测温度低于设定温度值的大小，PID控温表11输出信号控制固态继电器12接通，并根据温度差值确定占空比，即固态继电器12接通时间。当固态继电器12接通时，交流220V市电为陶瓷加热器5提供电源，实现陶瓷加热器5为散热器3平台的补偿加热，确保散热器3平台保持5(TC。
超温报警保护电路部分超温报警保护电路能够在超温的情况下，自动切断工作电源保护装置和温差电致冷组件不受损坏，而且具有自动实现声控报警功能，减少不必要的损失。整个装置出现温度过高时，RT1、 RT2选用负温度系数NTC热敏电阻6阻值变小；RP1选用WH7-A型微调电位器；R1 R3采用RTX-1/8W型碳膜电阻器，电阻值分别为510Q、 1.2MQ、 1KQ; R4选用RJ-2W-750KQ金属膜电阻器；Cl采用CD11-16V-470 y F电解电容器；C2选用为CL11-400V-0.68uF涤纶电容器；VT1、 VT2釆用PNP型小功率管9012， hfe>100; VT3、 VT4采用NPN型小功率管9014、 9013， hfe>100; VD1采用开关 二极管1N4148; VD2, VD3采用1N4001整流二极管；VD4， VD5采用1N4004整 流二极管；VDW1选用2CW51、 6V的稳压二极管；扬声器15采用YD100-6型 电动式扬声器；继电器选用JZC-22F，DC6V的超小型中功率电磁继电器;TL431 为三端稳压电路；IC1选用CMOS型语音集成电路KD-56021。 RT1、 RT2并联 的热敏电阻6和RP1电位器串联构成电压比较电路。VT1、 Rl、 LED1、 TL431 和继电器Kl构成超温断电保护电路。当热敏电阻监测到的散热器平台温度达 到设置的超温报警温度时，任何一个RT阻值变小，A点的电位上升到2.5V， 则TL431导通，并呈低阻状态，此时，发光二极管LED1导通点亮，VT1饱和 导通，继电器K1得电，其触点K1-1断开，切断整个系统电路，保护整个装 置。VD2、 VD3、 VT2、 TL431和IC1构成报警信号触发电路。TL431导通同时 使得VT2导通，触发IC1播出报警信号。IC1输出的报警信号经过由VT3、 VT4 组成的达林顿型放大器放大后，驱动扬声器发出报警，蜂鸣，告知已经发生 超温状况。R4、 C2、 VD4、 VD5、 VDW1和Cl系由交流市电220V进行滤波、整 流和稳压的电路，为电压比较电路、超温断电保护电路、报警信号触发电路 和达林顿放大器电路提供直流稳压电源。
温差电致冷组件失效率试验装置工作过程如下将进行失效率试验的温
差电致冷组件热面通过涂抹导热硅脂等导热材料与散热平台紧密良好接触， 实现组件冷面保温防潮的结构是当进行温差电致冷组件失效率试验时，将进 行试验的若干致冷器均匀分布在平台散热器长度方向的中心线上，此时温差 电致冷组件热面朝下与散热器紧密贴合，其冷面朝上，需要采取保温防潮措 施，防潮结构为在致冷器的冷面覆盖一层与平台尺寸相配合的均匀致密的保
温海绵，长X宽X厚尺寸为500mmX144mmX15mm，保温海绵上利用压块压紧， 保证冷面与保温海绵的良好接触，采用保温海绵作为防潮措施是因为组件热 面温度为50。C，其冷面将达到-15°C -10°C，空气环境中搁置必然导致冷面 吸收空气中的水汽结霜，结霜融化会导致组件短路击穿，造成器件失效，因 此，利用保温海绵防止组件冷面结霜损害组件。给组件通以最大温差电压进 行试验。当整个装置正常工作时，散热平台温度维持在5(TC。通常工作状况下，此时陶瓷加热器通过PID控温表控制不工作， 一旦散热平台温度低于50 °C，哪怕仅仅是O.rC， PID仪表会重新调节陶瓷加热器的输出占空比输出， 开启加热器工作，散热器温度维持在5(TC。该过程属于智能控制过程，无需 人为干预，整个系统自动运行和调节，保证所需温度精度。当任何一个热敏 电阻监测到的温度高于警戒温度6(TC时，系统会自动切断装置的电源保护装 置和温差电致冷组件不受损坏。
权利要求1.温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于包括试验装置平台部分、控制部分和超温报警保护电路部分，所述试验装置平台部分包括平台结构散热器，散热器基板侧面均匀分布有两个以上盲孔作为加热器孔，加热器孔内均设置有加热器，散热器基板侧面还有热偶孔，热偶孔内设置有热偶；所述控制部分包括连接热偶的控温表；所述超温报警保护电路部分包括电压比较电路、超温断电保护电路、报警信号触发电路和达林顿型放大器。
2. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述散热器为两个并联的铝材料直纹高密式肋片散热器，每个散热器上分别设 置有一个热敏电阻，两个热敏电阻并联后接到控制部分中的超温报警保护电 路；散热器两侧通过螺栓和不锈钢连接条连接紧固构成散热平台，散热器上 面固定有大功率无刷直流轴流风机；所述加热器为陶瓷加热器；所述热偶、 陶瓷加热器与散热器基板之间设置有导热绝缘胶。
3. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所述控温表为士rc精度piD控温表，输出端连接有输出端子。
4. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述电压比较电路由热敏电阻RT1、热敏电阻RT2并联后与电位器RP1串联构成。
5. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述超温断电保护电路由PNP型小功率管VT1、电阻器Rl、发光二极管LED1、 三端稳压电路TL431和继电器Kl构成。
6. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述报警信号触发电路由整流二极管VD2、整流二极管VD3、PNP型小功率管VT2、 三端稳压电路TL431和语音集成电路IC1构成。
7. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述达林顿型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4组成。
8. 根据权利要求l所述的温差电致冷组件失效率试验装置，其特征在于所 述超温报警保护电路部分还设置有电阻器R4、电容器C2、整流二极管VD4、 整流二极管VD5、稳压二极管VDW1和电容器Cl。
专利摘要本实用新型涉及一种温差电致冷组件失效率试验装置，其特点是包括试验装置平台部分、控制部分和超温报警保护电路部分，所述试验装置平台部分包括平台结构散热器，所述控制部分包括连接热偶的控温表；所述超温报警保护电路部分包括电压比较电路、超温断电保护电路、报警信号出发电路和达林顿型放大器。由于采用高精度PID控温表的控温方式、采用强迫风冷散热模式、设置超温保护功能，具有智能控温系统，自动调温，自动实现声控报警，受外界环境温度变化影响小，随着环境温度变化实现自适应温度调节，保证设置散热平台温度的恒定；对热补偿陶瓷加热器分布及其发热情况的设置，保证了整个散热平台温度场分布均匀，其温度精度为±1℃。
文档编号G01M99/00GK201368898SQ20082014509
公开日2009年12月23日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者马洪奎 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所