[发明专利]半导体制冷低温板式冷源及其控制方法

说明书

本发明涉及一种半导体制冷低温板式冷源及其控制方法。其中，半导体制冷低温板式冷源包括低温板，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，半导体制冷单元具有冷端面和热端面，冷端面与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，温度传感器设于低温板的供冷平面，温度传感器与至少一个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，电压输出端与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；电源及控制单元与温度传感器电性连接。本发明能有效地在负载受冷测试应用中实现低温恒温。

技术领域

本发明涉及冷源，特别是涉及一种半导体制冷低温板式冷源及其控制方法。

背景技术

半导体制冷利用半导体热电材料珀尔贴效应实现了无压缩机固态温差制冷，与机械压缩制冷方式相比，半导体制冷具有结构紧凑、简洁、冷量调节方便、无振动、无制冷剂环保等特点，在小冷量需求领域得到了广泛应用。由于半导体制冷属温差制冷，冷热端集成在半导体材料组成的同一P、N电偶臂中，冷端温度受热端散热影响较大，同时受半导体材料热电特性制约，较机械压缩制冷，高温差低温制冷及大冷量制冷依然是半导体制冷技术应用的两大瓶颈，但其体积小、重量轻、冷量及温度控制方便等特点使半导体制冷技术在测试应用领域仍占有一席之地。目前在测试应用等领域，很需要一种在负载受冷测试应用中能有效输出低温恒温的半导体制冷冷源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体制冷低温板式冷源，其能有效地在负载受冷测试应用中实现低温恒温。

上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种半导体制冷低温板式冷源，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。