一种低噪音半导体散热系统及其控制方法与流程

本发明涉及散热系统技术领域，具体讲是一种低噪音半导体散热系统及其控制方法。

背景技术：

目前电脑cpu散热系统存在噪音大、散热效率低的问题，尤其是超频爱好者在电脑散热方面采用水冷散热，但由于有液体的存在，一旦漏液就会导致电脑短路，而且水泵也带来较大噪音影响，风冷散热由于散热效率有限，如要提高散热效率，无论风扇的尺寸或者散热片的尺寸都要相应的增加，占用较大的系统空间，尤其是风扇还需要不间断的运行才能满足有效散热降温需求，这无疑增大了噪音的持续影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种散热效率高、占用空间少、布局灵活的低噪音半导体散热系统及其控制方法。

本发明的技术解决方案如下：一种低噪音半导体散热系统，它包括设于系统前端和中部的导热测温装置以及设于系统末端的散热装置；所述导热测温装置由半导体制冷片、分别与所述半导体制冷片的冷端面和热端面导热接触的冷端导热块、热端导热块组成；所述冷端导热块与热端导热块上均设有温度传感器；所述系统前端的导热测温装置的热端导热块通过导热管与所述系统中部的导热测温装置的冷端导热块导热连接；所述系统末端的散热装置包括散热翅片和散热风扇；所述系统中部的导热测温装置的热端导热块通过导热管与所述散热翅片导热连接，所述半导体制冷片、温度传感器、散热风扇均通过它们的驱动电路与主控制器电连接。

所述冷端导热块、热端导热块与半导体制冷片的边缘绝热。

所述散热翅片间隔套在所述导热管上实现与导热管的导热接触。

所述散热风扇的转轴与所述散热翅片的侧面平行。

所述导热管为金属条、金属管、内部具有导热液体的金属管。所述金属管为铜管。

本发明还提供一种低噪音半导体散热系统的温度控制方法，包括以下步骤：

1）首先，散热系统前端导热测温装置的冷端导热块与待散热器件的表面导热接触；

2）散热系统上电后主控制器实时监测由前端及中部的导热测温装置的温度传感器反馈的温度；当散热系统前端冷端导热块的温度小于30℃时，保持散热风扇、前端和中部的半导体制冷片为关闭状态；当散热系统前端冷端导热块的温度大于30℃时，主控制器通过pid控制前端半导体制冷片在其额定功率内的输入电流来将前端冷端导热块的温度稳定在30℃；即pid控制器的设定目标温度为30℃，反馈温度值为实时监测到的前端冷端导热块上温度传感器读取的温度值，pid控制器的输出量转化为pwm的占空比来控制前端半导体制冷片的驱动mos管来实现电流控制；

3）当散热系统前端热端导热块的温度小于35℃时，保持散热风扇、中部的半导体制冷片为关闭状态；当散热系统前端热端导热块的温度大于35℃时，主控制器通过pid控制中部半导体制冷片在其额定功率内的输入电流来将中部冷端导热块的温度稳定在35℃；即pid控制器的设定目标温度为35℃，反馈温度值为实时监测到的中部冷端导热块上温度传感器读取的温度值，pid控制器的输出量转化为pwm的占空比来控制中部半导体制冷片的驱动mos管来实现电流控制；

4）当散热系统中部热端导热块的温度小于55℃时，保持散热风扇为关闭状态；当散热系统中部热端导热块的温度大于55℃时，打开散热风扇散热至中部热端导热块的温度小于50℃后关闭。

本发明的有益效果是：本发明采用主动散热的方式结合控制方法，由于散热风扇的工作时间较短，能够实现低噪音高效率的散热，而且采用温度的pid控制能有效防止半导体制冷片凝露。

附图说明

图1为本发明低噪音半导体散热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

实施例

如图1所示，一种低噪音半导体散热系统，它包括设于系统前端和中部的导热测温装置以及设于系统末端的散热装置；所述导热测温装置由半导体制冷片1、分别与所述半导体制冷片1的冷端面和热端面导热接触的冷端导热块2、热端导热块3组成；所述冷端导热块2与热端导热块3上均设有温度传感器，可在冷端导热块2与热端导热块3上设置用于嵌入温度传感器的凹槽来容纳温度传感器并引出其供电电极，温度传感器与所在的导热块之间需要良好的导热接触；所述系统前端的导热测温装置的热端导热块3通过导热管与所述系统中部的导热测温装置的冷端导热块2导热连接；根据不同的应用空间，可以取不同的导热管长度以及导热管数量、形状来适应不同的应用空间；所述系统末端的散热装置包括散热翅片4和散热风扇5；所述系统中部的导热测温装置的热端导热块3通过导热管与所述散热翅片4导热连接，设于散热系统的前端、中部的半导体制冷片1、温度传感器与末端的散热风扇5均通过它们的驱动电路与主控制器电连接。所述主控制器的主控芯片可采用意法半导体的stm32系列mcu，温度传感器可采用市售现有的温度传感器。所述冷端导热块2、热端导热块3与半导体制冷片1的边缘绝热，可通过绝热材料固定。所述半导体制冷片1可通过pwm控制驱动mos管的电流来控制其制冷效率，所述半导体制冷片1的冷端面和热端面即对其供电时相应的制冷面和制热面。所述散热翅片4间隔套在所述导热管上实现与导热管的导热接触。所述散热风扇5的转轴与所述散热翅片4的侧面平行，可以实现热量的高效驱散。所述金属管为铜管。

本发明还公开一种低噪音半导体散热系统的温度控制方法，包括以下步骤：

1）首先，散热系统前端导热测温装置的冷端导热块2与待散热器件的表面导热接触，本实施例以与电脑的cpu表面导热接触固定为例子；

2）散热系统上电后主控制器实时监测由前端及中部的导热测温装置的温度传感器反馈的温度；当散热系统前端冷端导热块2的温度小于30℃时，保持散热风扇5、前端和中部的半导体制冷片1为关闭状态；

当散热系统前端冷端导热块2的温度大于30℃时，主控制器通过pid控制前端半导体制冷片1在其额定功率内的输入电流来将前端冷端导热块2的温度稳定在30℃；即pid控制器的设定目标温度为30℃，反馈温度值为实时监测到的前端冷端导热块2上温度传感器读取的温度值，pid控制器的输出量转化为pwm的占空比来控制前端半导体制冷片1的驱动mos管来实现电流控制；

3）当散热系统前端热端导热块3的温度小于35℃时，保持散热风扇5、中部的半导体制冷片1为关闭状态；

当散热系统前端热端导热块3的温度大于35℃时，主控制器通过pid控制中部半导体制冷片1在其额定功率内的输入电流来将中部冷端导热块2的温度稳定在35℃；即pid控制器的设定目标温度为35℃，反馈温度值为实时监测到的中部冷端导热块2上温度传感器读取的温度值，pid控制器的输出量转化为pwm的占空比来控制中部半导体制冷片1的驱动mos管来实现电流控制；

4）当散热系统中部热端导热块3的温度小于55℃时，保持散热风扇5为关闭状态；

当散热系统中部热端导热块3的温度大于55℃时，打开散热风扇5散热至中部热端导热块3的温度小于50℃后关闭。按照以上控制方法周期判断执行。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。