专利名称：电子无极调温恒温箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种恒温箱，特别是一种电子无级调温恒温箱，属于物理类的恒温箱领域。
背景技术：
传统家电使用的是氟里昂制剂制冷，由于其对臭氧层具有破坏作用，已经相继被淘汰出局。而目前使用的代替品，也还存在着对环境的较少影响或是使用性能较差的缺点，因此，研制开发一种性能优越，对环境无害的恒温箱技术已经成为全球恒温技术科学研究领域的一个重点。经文献检索发现，中国专利号00225580.4，名称为高效电子热电制冷、热器，该专利自述为高效电子热电制冷(热)器，属应用电的制冷(热)装置，其特征在于在电子热电制冷(热)元件上设置有阻热层，使元件的导热面积小于其导电面积，元件采用焊接或连接，热电堆中热电偶的电路采用串联连接，吸(或放)热端采用并联连接。本实用新型具有耗电少，温差大，制冷(热)优值系数高的特点，其优值系数可以达到或超过13×10-3K-1，最大温差可高于普通元件一倍以上，所组成的热电堆器件结合牢固，工作可靠，使用寿命长，适用于冷冻、冷藏及空调装置，冷水饮水机等作制冷(热)器件。该专利是希望通过热电制冷器本身功率的提高来实现其效果，但实际使用实现不了其效果。
发明内容
本发明从实际出发，针对现有技术的缺陷，提供一种电子无级调温恒温箱，根据珀尔贴效应，主要利用半导体热元件组成器件通电制冷，通过全电子制热制冷风冷却复级冗余n+1大功率复台能源组件及闭环电控技术组合，由高频开关电源脉宽控制输出，控制热电制冷器的电流大小而获得恒温的效果。本发明主要包括电子无级调温恒温箱属于物理类的恒温箱领域。主要包括箱体、传冷器、热电制冷器、复合散热器、风扇、散热器和闭环电控系统，三个热电制冷器以及传冷器位于箱体后内侧，复合散热器设置在箱体后外侧与热电制冷器的热面向外，在复合散热器的刺根设置另两个热电制冷器，散热器设置在这另两个热电制冷器的热面上产生复合珀尔贴效应，风扇设置在复合散热器与散热器中间，且风向向外，形成风流负反馈降温。散热器经热电制冷器在复合散热器上获得30℃的温差，此时风扇强制风流负反馈冷却，风经过复合散热器，把冷温风吹向散热器进行强冷却，使散热器温度低于室温。散热器温度越低，由于温差不变，因而复合散热器温度就越低，循环以上过程，形成负温风流反馈而获得降温。复合散热器上的低温经热电制冷器5的热面，使传冷器产生30℃的温差，如果室温30℃时，传冷器能获得-30℃的低温空气，在最大温差下，才能获得最大致冷功率Qcmax(W)。由于采用风冷却复级冗余n+1能源组合内热电制冷器，在运行中坏一个也能正常工作，大大提高了使用可靠性，减少维修率。利用风扇风冷却把复合散热器的低温空气流向散热器，形成风冷却温流负反馈。使之产生最大温差，获得大冷功率，并能节省散热铝材。
本发明的闭环电控系统主要包括温电转换器、手动开关、电桥电路，冷热控制系统，高频开关电源PWM脉宽调制系统，温度数字显示屏，直流驱动反相器，大功率风冷却复级冗余n+1能源组合，闭环电控系统其连接方式为电桥电路由手动开关取得温度自设定电压值Vi与温电转换器实测温电压Vf连接组成电桥比较，Vi减Vf所产生的桥差量ΔV1输出的电压量，分三路连接到冷热控制系统、高频开关电源PWM脉宽调制系统及温度数字显示屏的输入端。由冷热控制系统的输出冷热指令信号，连接到直流驱动反相器的输入端，同时直流开关电源PWM脉宽调制系统输出直流电压连接到直流驱动反相器另个输入端，直流驱动反相器的直流电压输出连接到大功率风冷却复级冗余n+1能源组合的五个热电制冷器线端上，进行致冷或制热。冷热控制系统由运算放大器和比较器组成，其连接方式为由电桥电路产生的ΔV1连接到冷热控制系统内的四个运算放大器组成的比例积分差分电路的输入端，运算放大器的输出连接到四个比较器组成的逻辑电路的输入端，其输出再连接到直流驱动反相器的输入端，实现致冷或制热的控制。
当恒温箱体运转时，通过调整温度设定值Vi为所需的箱体温度，箱体温度探头的对应温度电压Vf经电桥产生的电压差值ΔV1经冷热控制系统运算确认，发出信号给驱动反相器输出的直流正电压或者负电压，由高频开关电源供给风冷却复级冗余n+1大功率热电致冷能源组合，此时为最大功率致冷，当温度探头的电压Vf与温度设定电压接近或相同时产生的ΔV1的电压值，控制高频开关电源的输出脉宽变窄，直流电压降低，能源组合的热电制冷器电流变小，而致冷功率变小，直至箱体的温度电压Vf与温度设定电压相同，达到恒温的目的。
闭环电控系统运转描述a、温度给定值Vi与实际箱体温电值Vf的电桥比较器。b、制冷热控制系统ΔV1由运算差分的结果判定制冷或制热的信号驱动反相器。c、高频开关电源脉宽调制，由ΔV1值控制电源的脉宽，实现VDC输出的变量。d、LCD温度数字显示器，带有手动、自动温控显示。e、驱动反相器具有软启动、限流、直流电压反相输出功能，是对热电制冷器的最佳保护方式。f、风冷却复级冗余n+1大功率热电致冷能源组合。
本发明具有实质性特点和显著进步，全电子系统环保型无噪声、无任何化学成分。制冷制热一体化，温控范围扩大0-50℃。无级温控，箱体温度摆动度接近于直线。长寿命由于全电子系统从理论上讲，除风扇外其他电子器件寿命在10年以上，不存在机械损耗。装机率高，调试方便。宽市电范围220Vac±20％，频率47-63Hz正常工作。如有特殊要求可做到100Vac-300Vac范围。节省电能除启动至恒温点内，在恒温点上电能节约为传统机型的30％。应用冗余n+1技术，使可靠性得到保证。安全性良好，运用低直流电压12VDC控制。
图1本发明结构示意侧视2本发明结构示意俯视3闭环电控系统示意图
具体实施例方式如图1、图2和图3所示，本发明主要包括箱体1、散热器3、传冷器4、热电制冷器5和6，复合散热器7、风扇8和闭环电控系统，三个热电制冷器5及传冷器4位于箱体1后内侧，复合散热器7设置在箱体1后，外侧与热电制冷器5的热面向外，在复合散热器7的刺根设置另两个热电制冷器6，散热器3设置在这另两个热电制冷器6的热面上，风扇8设置在复合散热器7与散热器3中间，且风向向外。
本发明的闭环电控系统主要包括温电转换器9、手动开关10、电桥电路11，冷热控制系统12，高频开关电源PWM脉宽调制系统13，温度数字显示屏14，直流驱动反相器15，大功率风冷却复级冗余n+1能源组合2，其连接方式为电桥电路11由手动开关10取得温度自设定电压值Vi与温电转换器9实测温电压Vf连接，组成电桥比较，Vi减Vf所产生的桥差量ΔV1输出的电压量，分三路连接到冷热控制系统12、高频开关电源PWM脉宽调制系统13及温度数字显示屏14的输入端，由冷热控制系统12的输出冷热指令信号，连接到直流驱动反相器15的输入端，同时直流开关电源PWM脉宽调制系统13输出直流电压连接到直流驱动反相器15另个输入端，直流驱动反相器15的直流电压输出连接到大功率风冷却复级冗余n+1能源组合2的五个热电制冷器5和6线端上，进行致冷或制热。
冷热控制系统12由运算放大器16和比较器17组成，其连接方式为由电桥电路11产生的ΔV1连接到冷热控制系统12内的四个运算放大器16组成的比例积分差分电路的输入端，运算放大器16的输出连接到四个比较器17组成的逻辑电路的输入端，其输出再连接到直流驱动反相器15的输入端。
权利要求
1.一种电子无级调温恒温箱，主要包括箱体(1)、散热器(3)、传冷器(4)、热电制冷器(5)和(6)，复合散热器(7)、风扇(8)和闭环电控系统，其特征在于三个热电制冷器(5)及传冷器(4)位于箱体(1)后内侧，复合散热器(7)设置在箱体(1)后，外侧与热电制冷器(5)的热面向外，在复合散热器(7)的刺根设置另两个热电制冷器(6)，散热器(3)设置在这另两个热电制冷器(6)的热面上，风扇(8)设置在复合散热器(7)与散热器(3)中间，且风向向外。
2.根据权利要求1所述的这种电子无级调温恒温箱，其特征是闭环电控系统主要包括温电转换器(9)、手动开关(10)、电桥电路(11)，冷热控制系统(12)，高频开关电源PWM脉宽调制系统(13)，温度数字显示屏(14)，直流驱动反相器(15)，大功率风冷却复级冗余n+1能源组合(2)，其连接方式为电桥电路(11)由手动开关(10)取得温度自设定电压值Vi与温电转换器(9)实测温电压Vf连接，组成电桥比较，Vi减Vf所产生的桥差量ΔV1输出的电压量，分三路连接到冷热控制系统(12)、高频开关电源PWM脉宽调制系统(13)及温度数字显示屏(14)的输入端，由冷热控制系统(12)的输出冷热指令信号，连接到直流驱动反相器(15)的输入端，同时直流开关电源PWM脉宽调制系统(13)输出直流电压连接到直流驱动反相器(15)另个输入端，直流驱动反相器(15)的直流电压输出连接到大功率风冷却复级冗余n+1能源组合(2)的五个热电制冷器(5)和(6)线端上。
3.根据权利要求1所述的这种电子无级调温恒温箱，其特征是冷热控制系统(12)由运算放大器(16)和比较器(17)组成，其连接方式为由电桥电路(11)产生的ΔV1连接到冷热控制系统(12)内的四个运算放大器(16)组成的比例积分差分电路的输入端，运算放大器(16)的输出连接到四个比较器(17)组成的逻辑电路的输入端，其输出再连接到直流驱动反相器(15)的输入端。
全文摘要
电子无级调温恒温箱属于物理类的恒温箱领域。主要包括:箱体、传冷器、热电制冷器、复合散热器、风扇、散热器和闭环电控系统,三个热电制冷器及传冷器位于箱体后内侧,复合散热器设置在箱体后外侧与热电制冷器的热面向外,在复合散热器的刺根设置另两个热电制冷器,散热器设置在这另两个热电制冷器的热面上产生复合珀尔贴效应,风扇设置在复合散热器与散热器中间,且风向向外。本发明具有实质性特点和显著进步,全电子系统环保型无噪声、无任何化学成分。温控范围扩大0－50℃。无级温控,长寿命,不存在机械损耗。装机率高,调试方便。宽市电范围220Vac±20%,频率47－63Hz正常工作,使可靠性得到保证,安全性良好。
文档编号F25B21/02GK1361402SQ02110529
公开日2002年7月31日 申请日期2002年1月10日 优先权日2002年1月10日
发明者岑礼昌 申请人:岑礼昌