[发明专利]半导体制冷低温板式冷源及其控制方法

权利要求书

1.一种半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，包括：

低温板，其具有相对设置的受冷平面和供冷平面；

N个半导体制冷单元，所述半导体制冷单元具有冷端面和热端面，所述冷端面与所述低温板的受冷平面接合,N为大于1的整数；

M个温度传感器，所述温度传感器设于所述低温板的供冷平面，所述温度传感器与至少一个所述半导体制冷单元相对应，M为小于等于N的整数；

电源及控制单元，其设有N个电压输出端，所述电压输出端与所述半导体制冷单元一一对应连接，对应连接的电压输出端和半导体制冷单元对应于同一温度传感器；所述电源及控制单元与所述温度传感器电性连接，用于根据温度传感器的检测值调整电压输出端的输出值，以调整与温度传感器相对应的半导体制冷单元的输入电压。

2.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，M＝N，所述温度传感器与所述半导体制冷单元一一相对应，所述温度传感器与相对应半导体制冷单元的冷端面的中心正相对。

3.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，所述N个半导体制冷单元为相同结构的元件，所述N个半导体制冷单元的冷端面均匀排布地接合于所述低温板的受冷平面。

4.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，所述半导体制冷单元包括电源连接端子、冷端板、热端板以及设于冷端板与热端板之间的若干个半导体制冷器，若干个半导体制冷器采用串联或并联连接方式连接后与电源连接端子连接。

5.根据权利要求4所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，半导体制冷器的P型电偶臂、N型电偶臂的尺寸范围均为高度1.9～3.0mm，截面边长1.2～4.5mm。

6.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，还包括循环管路、设于所述循环管路内的液体工质以及设于所述循环管路上的热端换热体、换热器、水泵和储液器，所述热端换热体贴合于所述半导体制冷单元的热端面。

7.根据权利要求6所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，所述热端换热体包括换热主体、第一密封环和换热板，所述换热主体设有迂回流道，所述换热板盖设于所述换热主体上，所述换热板的内侧面设有伸入迂回流道的换热加强筋，所述密封环设于所述换热板与所述换热主体之间。

8.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，还包括均呈环形状的第一低热导接合构件、第二低热导接合构件、隔热套垫和螺栓，所述第一低热导接合构件的背面设有凹槽以及位于所述凹槽中的多条限位加强筋，所述低温板置于所述凹槽中并限定于所述多条限位加强筋之间，所述第二低热导接合构件与所述第一低热导接合构件通过螺钉固定连接并夹持所述低温板，所述第二低热导接合构件内嵌有螺母，所述螺栓穿过所述热端换热体与所述螺母连接，所述隔热套垫套设于所述螺栓并位于所述螺栓与所述热端换热体之间。

9.根据权利要求1所述的半导体制冷低温板式冷源，其特征在于，所述低温板上与半导体制冷单元非接合而且非用于与负载接合的表面敷设绝热材料。

10.一种权利要求1至9任意一项所述半导体制冷低温板式冷源的控制方法，包括：

所述M个温度传感器检测低温板的M个温度值T_i并传输至所述电源及控制单元，i∈[1，M]；

电源及控制单元根据M个温度值T_i分别按相应的预设温度-电压曲线调整相应半导体制冷单元的输入电压V_i；

与第i个温度传感器相应的预设温度-电压曲线为：

当T_i≤T_c-ΔT，V_i＝V_0i-min；

当T_c-ΔT＜T_i＜T_c+ΔT，

当T_i≥T_c+ΔT，V_i＝V_0i-max；+ΔT

V_0i-min、V_0i-max分别为与第i个温度感应器相对应的半导体制冷单元的最大及最小输入电压值，对应该半导体制冷单元的最大、最小产冷量；T_c为设定温度；ΔT为温度误差值。