[发明专利]一种半导体冷热装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制冷制热技术领域，更具体地说是涉及一种利用半导体热电装置对食物进行降温或者加热的半导体冷热装置。

背景技术

现有的食物加工器皿，如电炒锅、电炖锅等，基本上都是电加热方式制得，鲜有制冷和加热两者兼具的。若能制造一种既可加热又能冷却食物的家用烹调锅皿，一锅两用，可为人们提供极大的方便，将更能受到用户的欢迎。

众所周知，半导体热电装置可以实现制冷和加热的转换，它通过改变直流电压的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，在半导体芯片中，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电源后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件，在其接头吸收热量，成为冷端；电流由P型元件流向N型元件，在其接头释放热量，成为热端。使用一个芯片就可以代替分立的加热系统和制冷系统，通过输入电流大小的控制，则可控制产冷、产热量，从而可实现高精度的温度控制；另外，半导体芯片热惯性非常小，制冷、制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电很短的时间，芯片就能达到最大温差。由于半导体热电系统具有制冷和制热的特性，在人们生活上具有广泛的应用前景，市场上常见的有半导体冷热箱、半导体冷热杯，却未见有直接用于食物烹饪加工处理的。中国发明专利CN200420020443.9公开了一种电子冷热锅，它由导热锅体、外壳、半导体热电器件等部件组成，工作时，半导体热电器件向导热锅体释放冷量或者是热量，直接冷却或者加热锅内的食物，通过改变电源极性来改变冷却或者是加热功能，可以用于如水果沙拉、生鱼片。也可以用于热牛奶。该电子冷热锅虽然冷热处理可以互换，但是这种电子冷热锅却存在如下的缺点：一是当电子冷热锅加热工作时，其加热的功率较大时，大电流高温工作将影响核心部件半导体芯片的可靠性，使芯片工作寿命减少，整机平均无故障工作时间降低。二是半导体芯片要兼顾制冷、制热，当芯片在制冷时的工作参数(电阻、温差、最大产冷量等)一经设定，电子锅加热功率的调节只能通过改变电压来实现，加热功率调节幅度非常有限，通常表现为加热时间较长，不能满足用户的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可靠性强、加热或者制冷均能快速地到达所需温度的半导体冷热装置，以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，构造一种半导体冷热装置，包括导热板、半导体芯片、散热器，换热风扇，所述半导体芯片的制冷或加热工作模式由输入不同方向的电流实现，所述导热板和散热器分别设在半导体芯片的两端面，所述导热板上设有加热体，所述加热体仅在半导体芯片加热工作模式下是通电工作的

上述的半导体冷热装置中，所述导热板和半导体芯片间设有热传导块，所述热传导块与导热板接触传导热量。

上述的半导体冷热装置中，连接螺钉依次将导热板、热传导块、半导体芯片、散热器连接为一体。

上述的半导体冷热装置中，所述热传导块四周包裹隔热层结构。

上述的半导体冷热装置中，所述导热板下设凸台，所述凸台紧贴在半导体芯片的端面上。

上述的半导体冷热装置中，所述加热体是加热片或加热丝或加热膜或加热管。

上述的半导体冷热装置中，所述散热器是翅片式散热器(挤出或插接)或丝网式散热器或针状散热器或刨片式散热器。

上述的半导体冷热装置中，所述换热风扇设在散热器的下方或侧面，在所述换热风扇外壳上设卡钩，所述卡钩可压扣在散热器上或通过螺钉固定到散热器或风道壳体上。

上述的半导体冷热装置中，所述换热风扇顺沿着散热器的翅片方向设在散热器的一侧。

上述的半导体冷热装置的控制方法是：设有加热和制冷两种工作模式，在加热工作模式下，加热体通电工作，同时半导体芯片向导热板传递热量；在制冷模式下，加热体断电，半导体芯片向导热板传递冷量。

本发明的半导体冷热装置通过控制器对半导体芯片施以不同极性的电源使内锅的食物降温或者加热，在加热状态时，通过加热体发热和半导体芯片小功率制热共同工作改善半导体冷热装置的制热效果，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)制热时，半导体芯片以小功率辅助加热，工作电流小，降低了芯片的故障率、提高了平均无故障工作时间，同时消除了导热板热量通过半导体芯片时的热短路。

2)加热体参数可调节，加热功率不受半导体芯片制冷参数的影响，加热的速度和温度可由用户控制，使用更方便。