[发明专利]温度控制设备

权利要求书

1.一种用于控制介质的多个部位处的温度的温度控制设备，包括：

多个主动热部位，所述多个主动热部位设置在基板上的各个位置处，每个主动热部位包括加热元件与绝热层，所述加热元件被配置为将可变量的热施加至所述介质的对应部位，所述绝热层设置在所述加热元件与所述基板之间；以及

一个或多个被动热区域，所述一个或多个被动热区域设置在所述基板上的所述多个主动热部位之间，每个被动热区域包括导热层，所述导热层被配置为将热从所述介质的对应部分传导至所述基板；

其中，所述一个或多个被动热区域的所述导热层在垂直于所述基板的平面的方向上的热阻低于所述多个主动热部位的所述绝热层；

其中，给定主动热部位的绝热层包括热各向异性结构，所述热各向异性结构在在平行于所述基板的平面的方向上的热阻大于在垂直于所述基板的平面的方向上的热阻，所述给定主动热部位的绝热层包括：

第一绝热材料的一个或多个柱，这些柱在所述主动热部位的位于所述加热元件与所述基板之间的区域中实质上垂直于所述基板的平面延伸，其中所述柱被设置在所述加热元件的下方；以及

一个或多个孔隙，设置在这些柱周围。

2.如权利要求1所述的温度控制设备，包括控制电路系统，所述控制电路系统被配置为控制所选择的主动热部位提供使用所述加热元件对所述介质的所述对应部位的加热，还是提供通过使热流动通过所述绝热层至所述基板而对所述对应部位的冷却，这取决于由所述所选择的主动热部位中的所述加热元件生成的热量是大于阈值量还是小于阈值量。

3.如权利要求2所述的温度控制设备，其中，所述阈值量取决于所述绝热层在垂直于所述基板的平面的方向上的热阻。

4.如述权利要求1-3中任一项所述的温度控制设备，其中，每个主动热部位包括温度传感器，所述温度传感器被配置为感测对应主动热部位处的温度。

5.如权利要求4所述的温度控制设备，包括多个回馈回路，所述多个回馈回路各自对应于相应的主动热部位；

每个回馈回路被配置为实现传递函数，所述传递函数用于根据所述对应主动热部位的所述温度传感器所感测到的温度以及针对所述介质的所述对应部位所指定的目标温度，来确定要施加至所述介质的所述对应部位的目标热量。

6.如权利要求5所述的温度控制设备，其中，每个回馈回路被配置为实现线性化函数，以将所述传递函数确定的所述目标热量映射至用于控制所述对应主动热部位的所述加热元件的输入信号。

7.如权利要求6所述的温度控制设备，其中，所述线性化函数是由所述对应主动热部位的所述温度传感器所感测到的温度的函数。

8.如权利要求6或7中所述的温度控制设备，其中，所述线性化函数根据所述目标热量与从所述主动热部位的所述加热元件损失至所述基板与周围被动热区域的热量的总和，来确定所述输入信号。

9.如权利要求1-3中任一项所述的温度控制设备，其中，所述加热元件包括电阻式加热元件。

10.如权利要求1-3中任一项所述的温度控制设备，包括冷却机构，用以作为散热器来冷却所述基板。

11.如权利要求1-3中任一项所述的温度控制设备，其中，所述介质包括流体，并且所述温度控制设备包括流体流动控制元件，所述流体流动控制元件被配置为控制所述流体在所述多个主动热部位与所述一个或多个被动热区域上的流动。

12.如权利要求11所述的温度控制设备，其中，所述主动热部位设置在一个或多个行中，所述一个或多个行被定向为实质平行于由所述流体流动控制元件控制的流体流动的方向；

每个行包括两个或更多个主动热部位，并且被动冷却区域设置在所述行中的每一对邻接的主动热部位之间。