一种半导体冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制冷设备领域，特别涉及一种半导体冰箱。
【背景技术】
[0002]半导体制冷冰箱，也称之为热电冰箱。其利用半导体制冷片通过热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷，无需制冷工质和机械运动部件，解决了介质污染和机械振动等传统机械制冷冰箱的应用问题。
[0003]半导体制冷片的制冷量由向该半导体制冷片供电的电压大小决定，在现有技术中，现有的半导体冰箱一般通过计算制冷温度和设定温度的差值，计算出半导体制冷片需要的供电电压，然后使用电源变换装置向半导体制冷片提供其所需要的供电电压。也就是半导体冰箱大多数均为单温区，也就是半导体冰箱内部的温度时相同的，导致半导体冰箱的用途单一，无法满足储存不同种类物品的要求。
[0004]另外由于半导体制冷片的工作电压范围很宽，在一些使用环境中，电源变换装置的电源转换效率很低，导致半导体冰箱的能耗很大。而且宽范围的电源变换装置也会导致成本上升。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的半导体冰箱。
[0006]本发明一个进一步的目的是使半导体冰箱具备多种不同温度的存储环境，满足不同种类物品的存储要求。
[0007]本发明一个进一步的目的是提高半导体的能耗效率。
[0008]根据本发明的一个方面，本发明提供了一种半导体冰箱。该半导体冰箱包括多个半导体制冷片和用于向多个半导体制冷片供电的供电系统，半导体冰箱设置有多个温区，每个温区由半导体制冷片中的一个或多个制冷；供电系统配置成向多个温区的半导体制冷片分别供电。
[0009]可选地，供电系统包括:多个电源变换装置，每个电源变换装置的电压输出范围设置为不同，并被配置成受控地电连接至一个或多个温区的半导体制冷片上。
[0010]可选地，供电系统还包括:交流输入端和整流滤波模块；其中交流输入端配置成连接外部交流电源；并且整流滤波模块连接于多个电源变换装置与交流输入端之间，并配置成将外部交流电源整流滤波为直流电源。
[0011]可选地，多个电源变换装置均为开关电源，每个电源变换装置的输入端连接整流滤波模块的直流端，配置成将直流电源转换为各自电压输出范围内的电压。
[0012]可选地，供电系统还包括:直流开关组件，设置于多个电源变换装置的输出端和半导体制冷片之间，配置成将符合各个温区的半导体制冷片供电要求的电源变换装置连通至对应温区的半导体制冷片。
[0013]可选地，直流开关组件包括:多个第一端和多个第二端，每个电源变换装置的输出端连接至一个第一端；每个温区的半导体制冷片连接至一个第二端；直流开关组件还配置成:将每个第一端受控地连接至第二端的一个或多个上。
[0014]可选地，以上半导体冰箱还包括:多个温度测量部件，每个温度测量部件配置成测量一个温区的制冷温度，以供根据制冷温度确定该温区的半导体制冷片的供电要求。
[0015]可选地，每个温区由一个半导体制冷片制冷。
[0016]可选地，每个温区的半导体制冷片数量不同。
[0017]可选地，电源变换装置为两个，其中一个电源变换装置的电压输出范围设置为使半导体制冷片作于高制冷效率区段，另一个电源变换装置的电压输出范围设置为使半导体制冷片工作于高制冷量区段。
[0018]本发明的半导体冰箱利用多个半导体制冷片对多个温区分别制冷，而且使用供电系统向多个温区的半导体制冷片分别供电，通过向不同温区的半导体制冷片施加不同电压使得半导体制冷片的制冷量不同，使不同温区实现不同温度的存储环境，满足了不同种类的物品的存储要求。
[0019]进一步地，本发明的半导体冰箱从多个具有不同电压输出范围的电源变换装置中选择出符合半导体制冷片供电要求的电源变换装置进行供电，防止了宽电压范围的电源变换装置在过低或过高电压输出时电源转换效率低导致的半导体冰箱能耗过高。
[0020]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0021]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0022]图1是根据本发明一个实施例的半导体冰箱中的半导体制冷片-制冷量-电压关系图；
[0023]图2是根据本发明一个实施例的半导体冰箱的示意图；
[0024]图3是根据本发明另一实施例的半导体冰箱的示意图；以及
[0025]图4是图3所示的半导体冰箱中直流开关组件的示意图。
【具体实施方式】
[0026]图1是根据本发明一个实施例的半导体冰箱中的半导体制冷片-制冷量-电压关系图，在图中分别示出了半导体制冷片的制冷效率随供电电压的变化曲线以及半导体制冷片的制冷量随供电电压的变化曲线，可以看出电压值Vl至电压值V3之间的区域为半导体制冷片制冷效率最高的区域(本实施例中可以称之为高制冷效率区段)，其中A点为最佳工作点，在A点半导体制冷片的制冷效率最高，A点的电压记为V2。电压值V3至电压值V4之间的区域为半导体制冷片的制冷量达到最大(本实施例中可以称之为高制冷量区段)。由于电压值小于Vl以及大于V4的区域内半导体制冷片的工作效率过低，一般无法使用。因此半导体冰箱的半导体制冷片的工作电压范围为Vl至V4之间。
[0027]从图1中可以看出半导体冰箱的半导体制冷片的工作电压范围为Vl至V4之间。通过对半导体制冷片施加不同的电压，可以使半导体制冷片实现不同的制冷量。如果使用这些半导体制冷片对半导体冰箱的不同封闭区域进行制冷，就可以在半导体冰箱内实现不同温区，从而为不同种类物品的存放创造了条件。
[0028]另外由于半导体制冷片的工作电压效率很宽，在现有技术中使用一个电压可调的直流电源进行供电，一方便对电压输出范围要求较高，增加了成本，另一方便也会造成直流电源在较宽的输出范围内无法保证较高的电能转换效率，使得半导体冰箱的整体功耗上升。
[0029]图2是根据本发明一个实施例的半导体冰箱的示意图，该半导体冰箱包括多个半导体制冷片200和用于向多个半导体制冷片200供电的供电系统100，半导体冰箱设置有多个温区，每个温区由半导体制冷片200中的一个或多个制冷；供电系统100配置成向多个温区的半导体制冷片200分别供电。
[0030]该实施例的半导体冰箱利用多个半导体制冷片200对多个温区分别制冷，而且使用供电系统向多个温区的半导体制冷片200分别供电，通过向不同温区的半导体制冷片施加不同电压使得半导体制冷片的制冷量不同，使不同温区实现不同温度的存储环境，满足了不同种类的物品的存储要求。
[0031]在使用时，本实施例的半导体冰箱可以在每个温区内设置一个温度测量部件，用于测量该温区的制冷温度，并根据测量得出的制冷温度和设定温度的差距计算出每个温区的半导体制冷片200所需的供电电压，由供电系统100分别向对应的半导体制冷片200输出相应的直流电压。
[0032]一般地，一个温区可以使用一个半导体制冷片200进行制冷，利用半导体制冷片200的制冷量实现温区的制冷温度不同。在一些可选实施例中，每个温区的半导体制冷片200的数量也可以设置为不同，以利用半导体制冷片200不同数量来实现制冷量的不同。
[0033]图3是根据本发明另一实施例的半导体冰箱的示意图，该实施例的半导体冰箱在上一实施例的基础上，对供电系统进行了优化，并且增加了一些相关部件。
[0034]供电系统100包括:多个电源变换装置110，每个电源变换装置110的电压输出范围设置为不同，并被配置成受控地电连接至半导体制冷片200。在多个温区的半导体制冷片200的需要的电压不同，可以将以上多个电源变换装置110中一个向对应温区的中的一个或多个半导体制冷片200供电。
[0035]考虑到半导体冰箱一般使用工频电源(如220V，50Hz的交流电)供电，因此可以使用整流滤波模块将工频电源整流滤波为电压较高的直流电，以上多个电源变换装置110可以选用输出电压在一定范围内可调的开关电源，其输入为整流滤波模块输出的直流电，其输出为在不同电压范围内可调的直流电。
[0036]多个电源变换装置110电压输出范围的总和可以为在半导体制冷片的工作电压范围，每个电源变换装置110的功率需要满足同时为所有半导体制冷片200供电的要求。
[0037]考虑到数量过多的电源变换装置也会导致成本过高，因此优选地，电源变换装置110为两个，其中一个电源变换装置的电压输出范围设置为半导体制冷片的高制冷效率区段(如图1中Vl至V3)，另一个电源变换装置的电压输出范围设置为半导体制冷片的高制冷量区段(如图1中V3至V4)。在一些其他实施例中，电源变换装置的数量以及电压输出范围可以根据使用要求进行配置，例如配置三个电源变换装置，电压输出范围分别配置成:Vl至V2、V2至V3、V3至V4 ;又例如配置两个电源变换装置，电压输出范围分别配置成:V1至 V2、V2 至 V4。
[0038]在图3中，该实施例设置有电压输出范围设置为使半导体制冷片工作于高制冷效率区段的电源变换装置111和电压输出范围设