[发明专利]一种制冷系统及制冷方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻设备，尤其涉及一种温度控制系统的制冷系统及制冷方法。

背景技术

在半导体制造生产线中，光刻机具有长时间处于运行状态的特点，这需要其内部环境处于恒温状态，光刻机中的温度控制系统(Temperature Control Unit，TCU)即是用来控制光刻机内部的环境温度。一般TCU主要是由加热系统和制冷系统组成，其通过加热系统或制冷系统控制自身的循环介质的温度，并通过管路与光刻机连接，实现与光刻机内部环境和器件的热交换，来保证光刻机系统的温度稳定性要求。随着制冷技术的发展，目前半导体制冷技术也已应用于光刻机的TCU中。

公开号为CN101221006A的发明专利提出了一种双半导体制冷器运行的方法，来提高制冷系统的可靠性。但是在制冷量需求不高的场合仍使用双半导体制冷器运行，会导致制冷系统大部分的制冷能力闲置。在实际温控过程中还会造成制冷输出量较大，温度控制系统需要提供更多的加热量来平衡制冷量以达到温度控制的目的，这样会导致大量能耗浪费。

另外，参考韩国Teamkorea公司生产的光刻机TCU产品说明书，其采用的是半导体制冷技术。其制冷系统采用三相交流调压模块对半导体制冷器的输入电源进行调压；然后采用桥式整流模块将调压后的交流电源转化为直流电源，供半导体制冷器使用。它通过温控器输出控制量来调节三相交流调压模块的电源输出波形，从而实现对制冷量的调节。为了增强制冷功率驱动模块的安全性，它还采用漏电流监测器对调压后的交流电源进行漏电流检测，采用熔断器对整流后的直流回路进行了过流保护。然而，虽然三相交流调压模块可以实现连续快速地调节，但它是一个高次谐波源，会造成输出电压谐波分量较大，产生谐波干扰，对负载和周围的设备产生不良影响。另外，采用熔断器过流保护虽然能够起到保护制冷器的作用，但是TCU不能对过流故障进行处理，这样会导致当制冷器发生过流故障时，其它执行元件如泵、加热器等仍在运行，存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制冷系统，以解决现有的制冷系统存在较大的安全隐患的问题，提高了制冷系统的安全性。

本发明的另一目的在于，提供一种制冷系统，以解决现有的制冷系统产生的谐波干扰问题，提高了制冷系统的电磁兼容性。

本发明的又一目的在于，提供一种制冷方法，以解决现有的制冷方法所产生的能耗浪费问题。

为了实现所述的目的，本发明提供一种制冷系统，包括依次连接的控制器、功率驱动模块、半导体制冷模块和管路控制模块，还包括安全检测模块，连接所述半导体制冷模块，还包括硬线安全互锁模块，与所述控制器、功率驱动模块和安全检测模块连接，其中，所述半导体制冷模块包括多个机械连接的半导体制冷器，所述半导体制冷器包括管路系统；所述安全检测模块用以检测所述多个半导体制冷器是否发生故障；所述控制器输出控制信号，控制所述功率驱动模块、半导体制冷模块、安全检测模块和管路控制模块的运行；所述功率驱动模块根据所述控制信号，为所述半导体制冷模块提供电源，并检测是否发生故障；所述管路控制模块根据所述控制信号控制所述管路系统的通断；所述硬线安全互锁模块接收故障信号，控制所述功率驱动模块断开所述直流电源，并将所述故障信号传输至所述控制器进行处理。

进一步的，所述功率驱动模块包括依次连接的谐波抑制模块、调压整流模块、断路装置以及安全保护与检测装置。

进一步的，所述谐波抑制模块包括三相电源滤波模块，连接所述调压整流模块，用以接收输入电源，并对其进行滤波，同时抑制所述调压整流模块产生的谐波干扰。

进一步的，所述调压整流模块包括：三相交流调压模块，其输入端连接所述三相电源滤波模块，输出端连接所述安全保护与检测装置，根据控制器输出的控制信号调节所述输入电源；以及三相整流模块，其输入端连接所述断路装置，输出端连接所述安全保护与检测装置，将所述调节后的输入电源转化为所述电源。

进一步的，所述断路装置包括固态继电器模块，其根据硬线安全互锁模块输出的控制信号控制所述电源的通断。

进一步的，所述安全保护与检测装置包括：马达启动器及辅助触点模块，连接所述三相交流调压模块，用以对所述调节后的输入电源进行过流检测，并输出过流故障信号；以及漏电流检测模块，用以对所述调节后的输入电源进行漏电流检测，并输出漏电流故障信号。

进一步的，所述安全保护与检测装置还包括熔断器模块，其输入端连接所述三相整流模块，输出端连接所述半导体制冷模块，用以对所述电源进行过流保护。