专利名称：珀耳帖装置的冷却控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及珀耳帖(Peltier)装置的冷却控制电路。
背景技术：
专利文献1公开了通过Peltier装置的冷却控制来根据空气中的水分生成冷凝水的技术。在专利文献1的前述技术中，Peltier装置使放电电极冷却，以根据空气中的水分在该放电电极上生成冷凝水。经由放电电极向冷凝水施加高电压，由此通过冷凝水的静电雾化生成带电微粒子水。带电微粒子水包括基团，并且通常大小为几纳米至几十纳米。带电微粒子水有时被称为小水滴或纳米级雾状物。现有技术文献专利文献日本特开 2006-26629
发明内容
发明要解决的问题在前述技术中，降压型斩波器(降压斩波器)电路用作用于使Peltier装置冷却的控制电路。该降压型斩波器电路通过其内的切换装置(例如，场效应晶体管)的振荡来输出用以使Peltier装置冷却的电压。然而，该切换装置连续振荡，由此输出具有如图3所示的波形的电压。因此，该切换装置的切换频率变得越高，则越连续地向Peltier装置供给电力，由此Peltier装置的温度上升率将增大。另外，当为了降低温度上升率而增大切换速度时，来自降压型斩波器电路的输出电压内的噪声成分将增加，并且这可能成为问题。本发明是考虑到上述情形而作出的，并且目的是提供如下Peltier装置的冷却控制电路，其中，该Peltier装置的冷却控制电路能够降低Peltier装置的温度上升率，并且降低针对Peltier装置的输出电压内的噪声。用于解决问题的方案本发明的一方面是一种珀耳帖装置的冷却控制电路，包括切换装置；电感电容滤波器即LC滤波器，其连接在所述切换装置和所述珀耳帖装置之间，其中，所述电感电容滤波器对来自所述切换装置的输出进行平滑化；放大器电路，用于放大来自所述电感电容滤波器的输出；以及切换装置控制电路，用于基于来自所述放大器电路的输出的电平对所述切换装置的接通状态和断开状态进行控制。所述放大器电路延迟和放大来自所述电感电容滤波器的输出，以使得来自所述电感电容滤波器的输出的最大电平达到所述切换装置控制电路使所述切换装置进入断开状态的电平。本发明的有益效果可以提供具有简单结构的Peltier装置的冷却控制电路，其中，该Peltier装置的冷却控制电路在其冷却期间可以降低Peltier装置的温度上升率，并且可以降低针对 Peltier装置的输出电压内的噪声。
图1是示出根据本发明实施例的Peltier装置的冷却控制电路的示意电路图。图2示出在图1所示的冷却控制电路中所生成的间歇振荡的波形。图3示出在传统的冷却控制电路中所生成的连续振荡的波形。图4是示出使用根据本发明实施例的Peltier装置的冷却控制电路的静电雾化器的结构的示意图。
具体实施例方式以下将参考附图来说明根据本发明的实施例。图4是示出使用根据本发明实施例的Peltier装置1的冷却控制电路10的静电雾化器的结构的示意图。在本实施例中，Peltier装置1包括一对P沟道半导体Ia和N 沟道半导体Ib ；连接部lc，其分别与P沟道半导体Ia和N沟道半导体Ib的吸热侧电连接； 散热用的导电构件Id和ld，其由导电材料制成，并且分别与P沟道半导体Ia和N沟道半导体Ib的放热侧相连接；以及引线Ie和le，其与导电构件Id和Id相连接。在如图4所示的实施例中，放电电极7以突出方式设置在连接部Ic上。在静电雾化器中，设置有壳体8。壳体8由电绝缘材料制成，并且形成为底部具有底壁8a的筒状。在底壁8a中，形成有通孔Sb。将导电构件Id和Id插入通孔8b内并固定至壳体8。因此，放电电极7容纳于壳体8内。壳体8的与设置有底壁8a的一端相对的另一端具有开口部。在该开口部处，以面向放电电极7的方式支持电极9。电极9形成为中央具有放电孔12的环形。电极9接地。各引线Ie电连接至电线。电线连接至冷却控制电路10。冷却控制电路10包括电源(未示出)。在如图4所示的实施例中，高电压供给器11连接至电线。高电压供给器11 向放电电极7施加高电压。冷却控制电路10具有如后面所述的切换电源电路(切换电源)2。通过来自切换电源电路2的输出来执行Peltier装置1的冷却控制。在该冷却控制期间，使连接部Ic冷却，由此还使相对于连接部Ic而突出的放电电极7冷却。当使放电电极7冷却时，空气内的水分作为冷凝水凝结在放电电极7上。具体地，放电电极7的冷却为放电电极7供给水。 可选地，冷却期间所生成的热从导电构件Id和Id散出。在冷凝水附着至放电电极7上的状态下高电压供给器11向放电电极7施加高电压时，发生冷凝水的静电雾化现象。在该静电雾化现象中，产生大量的带电微粒子水。如已经说明的那样，带电微粒子水包括基团，并且通常大小为几纳米至几十纳米。带电微粒子水有时被称为小水滴或纳米级雾状物。图1示出被配置为降压型斩波器(降压斩波器)电路的切换电源电路2的示例结构。切换电源电路2包括切换装置3 ；电感器13 ；输出侧的平滑电容器(以下称为电容器)4 ； 二极管14 ；放大器电路6 ；以及切换装置控制电路(切换装置控制器)IC。在图1中， 附图标记16和17表示电容器。
在本实施例中，切换装置3是P沟道MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)。 切换装置3的栅极端子经由电阻器R4连接至切换装置控制电路IC，并且切换装置3从切换装置控制电路IC接收PWM(脉冲宽度调制)控制信号。当PWM控制信号处于低状态时，切换装置3处于接通状态，并且当PWM控制信号处于高状态时，切换装置3处于断开状态。如图1所示，切换装置3的源极端子连接至电源(未示出)，并且切换装置3的漏极端子连接至包括电感器13和电容器4的LC滤波器。具体地，该漏极端子经由电感器13 连接至电容器4的正端子。电容器4的两个端子均连接至Peltier装置1。来自切换装置3的输出被LC滤波器进行平滑处理之后，发送至Peltier装置1，由此使Peltier装置1冷却。放大器电路(放大器)6对来自LC滤波器的电压或电流进行放大并将放大后的电压或电流输出至切换装置控制电路ic。在本实施例中，放大器电路6是包括如下部件的非反相放大电路运算放大器OP ；以及两个电阻器Rl和R2，用于确定放大器电路6的增益 (放大系数)。电阻器Rl连接在运算放大器OP的反相输入端和输出端之间。电阻器R2连接在该运算放大器的反相输入端和地之间。运算放大器OP的非反相输入端经由电阻器R3 连接至电容器4的正端子。切换装置控制电路IC接收来自运算放大器OP的输出。放大器电路6利用运算放大器OP的响应滞后(延迟)特性使来自LC滤波器的输出进行延迟。另外，将放大器电路6的增益设置为切换装置控制电路IC使切换装置进入断开状态的值。当放大器电路是电流-电压放大器或电压-电压放大器时，增益分别约为120 或20。然而，该增益是根据例如Peltier装置1、电感器13和电容器4的电气特性所设置的。因此，本发明不限于如上所述的这些值。基于如上所述来自放大器电路6的输出，切换装置控制电路IC使切换装置3间歇振荡(后面将说明该详细内容)。切换装置控制电路IC将PWM控制信号输出至切换装置3，以控制切换装置3的接通状态和断开状态。PWM控制信号是进入低状态还是高状态依赖于切换装置控制电路IC所接收到的来自放大器电路6的输出的电平。具体地，在该电平低于预定阈值电平(例如，阈值电压)的情况下，PWM控制信号处于低状态，由此使切换装置3进入接通状态。可选地， 在该电平高于预定阈值电平的情况下，PWM控制信号处于高状态，由此使切换装置3进入断开状态。切换装置控制电路IC可以包括如下的振荡器(未示出)，其中，该振荡器用于生成具有预定频率的振荡信号。在这种情况下，当切换装置控制电路IC在不经过放大器电路6 的情况下接收来自LC滤波器的输出作为反馈信号时，切换装置控制电路IC输出占空比基于所接收到的输出电平的PWM控制信号。即，切换装置控制电路IC实时监视来自LC滤波器的输出。然而，本实施例中的切换频率不依赖于前述振荡器的频率。在本实施例中，由于切换装置控制电路IC经由放大器电路6接收来自LC滤波器的输出，因此放大器电路6的输出因放大器电路6的响应延迟特性而以相对于LC滤波器的输出的变化存在延迟的方式进行改变。因此，即使当切换装置3由于PWM控制信号的低状态而进入接通状态时，来自切换装置控制电路IC的输出也没有立即增加。结果，切换装置控制电路IC维持PWM控制信号的低状态，由此使切换装置3的接通状态延长。之后，来自放大器电路6的输出增加，并且达到PWM控制信号的状态从低状态切换为高状态的阈值电平。此时，切换装置控制电路IC 将PWM控制信号切换为高状态。因此，切换装置3被切换为断开状态，并且来自LC滤波器的输出开始降低。然而，即使当LC滤波器的输出开始降低时，放大器电路6的输出也因响应延迟特性而继续增加。之后，LC滤波器的输出降低，但该输出的电平由于放大器电路6的放大而保持高于阈值电平。因此，切换装置控制电路IC使PWM控制信号的高状态维持一段时间。LC滤波器的输出进一步降低，并且放大器电路6的输出达到比阈值电平低的电平。 结果，切换装置控制电路IC再次将PWM控制信号切换为低状态，由此使切换装置3进入接通状态。利用上述结构，切换装置3间歇振荡。在这种情况下，图1中的点V处的波形如图 2所示的波形那样。例如，该波形的切换频率和占空比分别为40 60kHz和10 20%。应当注意，本发明不限于上述值。另一方面，当来自LC滤波器的输出在不经过放大器电路6的情况下被反馈至切换装置控制电路IC时，切换装置3连续振荡，并且点V处的波形如图3所示的波形那样。同时，在这种情况下，切换装置控制电路IC包括如上所述的振荡器，并且例如，图3的波形的频率和占空比分别为300kHz和10 20%。根据本实施例，可以使切换装置3进行间歇振荡。因此，与不具有放大器电路6的传统冷却控制电路中的连续振荡相比较，可以在占空比相同的情况下降低切换频率。结果， 可以抑制Peltier装置的温度上升。此外，由于抑制了温度上升，因此可以降低切换速度并抑制噪声发生。在根据本实施例的图1的电路中，LC滤波器(电容器4)的输出电压经由放大器电路6被反馈至切换装置控制电路IC。然而，来自LC滤波器(电容器4)的输出电流也可以经由放大器电路6被反馈至切换装置控制电路IC。在这两种情况下，可以利用放大器电路6的响应延迟特性使切换装置3进行间歇振荡。应当注意，Peltier装置1不限于如图4所示的结构。具体地，可以配置并串联多对P沟道半导体Ia和N沟道半导体lb。连接部Ic和放电电极7可以相互独立地形成，并且放电电极7的端部可以固定至连接部lc。在根据本实施例的静电雾化器中，可以省略电极9。
权利要求
1. 一种珀耳帖装置的冷却控制电路，包括 切换装置；LC滤波器，其连接在所述切换装置和所述珀耳帖装置之间，其中，所述LC滤波器对来自所述切换装置的输出进行平滑处理；放大器电路，用于对来自所述LC滤波器的输出进行放大；以及切换装置控制电路，用于基于来自所述放大器电路的输出的电平，对所述切换装置的接通状态和断开状态进行控制，其中，所述放大器电路对来自所述LC滤波器的输出进行延迟和放大，以使得来自所述 LC滤波器的输出的最大电平达到所述切换装置控制电路使所述切换装置进入所述断开状态的电平。
全文摘要
一种珀耳帖装置的冷却控制电路，包括切换装置(3)；LC滤波器(4，13)，其连接在所述切换装置(3)和所述珀耳帖装置(1)之间，其中，所述LC滤波器(4，13)对来自所述切换装置(3)的输出进行平滑处理；放大器电路(6)，用于对来自所述LC滤波器(4，13)的输出进行放大；以及切换装置控制电路(IC)，用于基于来自所述放大器电路(6)的输出的电平，对所述切换装置(3)的接通状态和断开状态进行控制。所述放大器电路(6)对来自所述LC滤波器(4，13)的输出进行延迟和放大，以使得来自所述LC滤波器(4，13)的输出的最大电平达到所述切换装置控制电路(IC)使所述切换装置(3)进入所述断开状态的电平。
文档编号G05D23/19GK102483633SQ201080037459
公开日2012年5月30日 申请日期2010年9月22日 优先权日2009年9月25日
发明者山下干弘, 里谷丰 申请人:松下电器产业株式会社