專利名稱：一種溫控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制，尤其涉及一種溫控裝置。
背景技術(shù)：
在各種交通工具，以汽車為例，由于空調(diào)(不管是制冷還是制熱)所需的功率及能量巨大，所以只有在主發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，才有可能提供空調(diào)服務(wù)。
這種調(diào)節(jié)的明顯缺陷如下1、在夏天，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，將汽車停放在陽光下、門窗緊閉，幾十分鐘后，車內(nèi)的氣溫將升高至人體不能忍受的地步。
2、在冬天時(shí)，當(dāng)汽車停放在高緯度地區(qū)室外過夜，如無特別措施，通常主發(fā)動(dòng)機(jī)在早晨是無法運(yùn)轉(zhuǎn)的。
這樣嚴(yán)酷的事實(shí)，對車用電子設(shè)備的考驗(yàn)更為嚴(yán)峻，其必須承受的溫度范圍幾乎和航天或軍事用途不相上下，使現(xiàn)有的車用電子設(shè)備可選用的零配件不但遠(yuǎn)少于消費(fèi)電子產(chǎn)品，而且價(jià)格高昂，缺乏足夠強(qiáng)的溫度適應(yīng)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溫控裝置，以提高車用電子設(shè)備的溫度適應(yīng)能力。
本發(fā)明所采用的溫控裝置，包括隔熱倉體，其特征在于所述的隔熱倉體與外部熱交換體相連通且進(jìn)行熱交換，所述的隔熱倉體與外部熱交換體之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷塊，所述的半導(dǎo)體制冷塊對隔熱倉體與外部熱交換體之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q以保持隔熱倉體的恒溫。
所述的隔熱倉體包括恒溫倉、第一熱交換塊、第二熱交換塊和熱導(dǎo)管，其中，所述的第一熱交換塊安置于恒溫倉內(nèi)部；所述的第二熱交換塊安置于恒溫倉側(cè)部開口處，該第二熱交換塊外側(cè)與半導(dǎo)體制冷塊相貼；所述的第一熱交換塊與第二熱交換塊之間連接熱導(dǎo)管。
所述的恒溫倉包括內(nèi)倉、外倉和隔熱材料，所述的內(nèi)倉套設(shè)于外倉之中，內(nèi)倉與外倉之間填塞隔熱材料。
所述的內(nèi)倉與外倉之間連接加強(qiáng)桿。
所述的半導(dǎo)體制冷塊鑲套于隔熱塊之中。
所述的外部熱交換體包括第三熱交換塊和風(fēng)扇，所述的第三熱交換塊與半導(dǎo)體制冷塊相貼。
所述的外部熱交換體設(shè)置于保護(hù)殼之中，所述的保護(hù)殼具有兩端開口。
所述的隔熱倉體中設(shè)置有溫度傳感器，所述裝置設(shè)置相應(yīng)的主控模塊，所述的主控模塊根據(jù)溫度傳感器所傳遞的溫度信號，控制電源與半導(dǎo)體制冷塊之間的通斷以及連通極性。
所述的半導(dǎo)體制冷塊與電源之間連接開關(guān)模塊，開關(guān)模塊接受主控模塊的控制信號，對半導(dǎo)體制冷塊與電源之間作相應(yīng)導(dǎo)通切換。
所述半導(dǎo)體制冷塊與電源之間還連接脈寬調(diào)制模塊，主控模塊還向脈寬調(diào)制模塊發(fā)出脈寬調(diào)制信號，以調(diào)節(jié)電流輸出。
本發(fā)明的有益效果為在本發(fā)明中，隔熱倉體與外部熱交換體相連通且進(jìn)行熱交換，隔熱倉體與外部熱交換體之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷塊，通過半導(dǎo)體制冷塊對隔熱倉體與外部熱交換體之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q以保持隔熱倉體的恒溫，在隔熱倉體中置入電子設(shè)備，就可以為電子設(shè)備提供一個(gè)恒溫環(huán)境，增強(qiáng)電子設(shè)備對車內(nèi)溫度的適應(yīng)能力。
在本發(fā)明中，隔熱倉體中設(shè)置溫度傳感器，主控模塊根據(jù)溫度傳感器所傳遞的溫度信號，控制電源與半導(dǎo)體制冷塊之間的通斷以及連通極性，這樣，就可以對隔熱倉體中的溫度進(jìn)行有效的控制，使隔熱倉體始終保持恒定或(工作溫度區(qū)間)相對恒定的狀態(tài)，另一方面，本發(fā)明對隔熱倉體的溫度控制可以相對獨(dú)立于機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行狀態(tài)，換句話說，本發(fā)明為電子設(shè)備營造了一個(gè)與機(jī)動(dòng)車運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)的恒溫環(huán)境，相對于現(xiàn)有技術(shù)中在夏天和冬天所產(chǎn)生的極端溫差，本發(fā)明實(shí)際上使電子設(shè)備避免了這種極端溫差，可以始終保持良好的工作溫度環(huán)境，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明大大地增強(qiáng)溫度適應(yīng)能力。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1沿A-A垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明熱交換部件分解示意圖；圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體制冷塊原理示意圖；圖5為本發(fā)明半導(dǎo)體制冷塊原理示意圖；圖6為本發(fā)明半導(dǎo)體制冷塊疊加原理示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例1方框示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例2俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例2沿B-B垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例3垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例3方框示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例4方框示意圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例5方框示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1根據(jù)圖1、圖2和圖3，本發(fā)明包括隔熱倉體1、外部熱交換體2和半導(dǎo)體制冷塊3，隔熱倉體1與外部熱交換體2相連通且進(jìn)行熱交換，隔熱倉體1與外部熱交換體2之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷塊3，半導(dǎo)體制冷塊3對隔熱倉體1與外部熱交換體2之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q以保持隔熱倉體1的恒溫。
如圖2所示，隔熱倉體1中設(shè)置有溫度傳感器101，如圖7所示，本發(fā)明中設(shè)置相應(yīng)的主控模塊4，主控模塊4根據(jù)溫度傳感器101所傳遞的溫度信號，控制電源5與半導(dǎo)體制冷塊3之間的通斷以及連通極性，在半導(dǎo)體制冷塊3與電源5之間連接開關(guān)模塊6，開關(guān)模塊6接受主控模塊4的控制信號，對半導(dǎo)體制冷塊3與電源5之間作相應(yīng)導(dǎo)通切換。
具體地，如圖1和圖2所示，隔熱倉體1包括恒溫倉11、第一熱交換塊12、第二熱交換塊13和內(nèi)熱導(dǎo)管14，第一熱交換塊12安置于恒溫倉11內(nèi)部，如圖1和圖2所示，恒溫倉11包括內(nèi)倉111、外倉112和隔熱材料113，內(nèi)倉111套設(shè)于外倉112之中，內(nèi)倉111與外倉112之間填塞隔熱材料113，為了增強(qiáng)本發(fā)明的整體剛度，內(nèi)倉111與外倉112之間連接加強(qiáng)桿114，在內(nèi)倉111中，底架117上安放電路板115，電路板115上緊貼集體電路116，第一熱交換塊12則與集體電路116直接相貼。
如圖1和圖2所示，第二熱交換塊13安置于恒溫倉11側(cè)部開口(內(nèi)倉111和外倉112側(cè)部均具有相應(yīng)的開口)處，該第二熱交換塊13外側(cè)與半導(dǎo)體制冷塊3相貼，第一熱交換塊12與第二熱交換塊13之間連接熱導(dǎo)管14。
如圖1和圖2所示，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體制冷塊3鑲套于隔熱塊31之中，半導(dǎo)體制冷塊3一側(cè)與第二熱交換塊13，另一側(cè)連至外部熱交換體2，即，半導(dǎo)體制冷塊3另一側(cè)與第三熱交換塊21相貼，此半導(dǎo)體制冷塊3，如同三文治一樣被夾在第二熱交換塊13與第三熱交換塊21之間。隔熱塊31的主要目的是防止第二熱交換塊13與第三熱交換塊21之間因溫度差所引起的逆向(相反于半導(dǎo)體制冷塊3所推動(dòng)的方向)熱傳導(dǎo)。
半導(dǎo)體制冷塊3的工作原理是根據(jù)派提爾Peltier所發(fā)現(xiàn)的原理而制成的。如圖4所示，針對本實(shí)施例，如果將正電極接到N型材料時(shí)，當(dāng)電流自N型材料流向P型材料時(shí)則在第三熱交換塊21側(cè)形成一冷表面；如圖5所示，而電流自P型流向N型時(shí)則在第三熱交換塊21側(cè)形成一熱表面。
當(dāng)有足夠的P型和N型材料排列在一平面上就形成一個(gè)半導(dǎo)體制冷塊。一般的半導(dǎo)體制冷塊3中冷熱面的溫度差最大可達(dá)40℃，也有個(gè)別的可達(dá)更大(約60℃)的范圍。
對同一塊半導(dǎo)體制冷塊3，如果改變供電的極性，就能使冷熱表面互換位置。這樣，同一制冷塊就可以依情況來選擇作為冷卻或加溫的調(diào)節(jié)泵。
若在實(shí)際使用中，一個(gè)制冷塊的溫差40℃不足以滿足操作條件，則可以將兩塊或更多進(jìn)行疊加，以獲得更大的溫差，如圖6所示，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體制冷塊3相疊加之后，理論上兩端冷熱表面的溫差可加倍達(dá)到80℃。
如圖3所示，本發(fā)明的熱交換通道如下第一熱交換塊12----熱導(dǎo)管14----第二熱交換塊13----半導(dǎo)體制冷塊3----第三熱交換塊21。
在使用中，如圖7所示，溫度傳感器101向主控模塊4傳遞溫度信號，主控模塊4根據(jù)溫度傳感器101所傳遞的溫度信號與內(nèi)設(shè)的溫度閥值相比較，溫度閥值包括上限閥值和下限閥值，當(dāng)溫度高于上限閥值或低于下限閥值時(shí)，則主控模塊4向開關(guān)模塊6發(fā)出控制信號，開關(guān)模塊6對半導(dǎo)體制冷塊3與電源5接口之間作相應(yīng)導(dǎo)通切換，開關(guān)模塊6可采用由繼電器或等效開關(guān)電路如場效應(yīng)管所組成，由主控模塊4相應(yīng)地觸發(fā)導(dǎo)通；開關(guān)模塊6也可以采用專用的多通道開關(guān)芯片，由主控模塊4使多通道開關(guān)芯片中相應(yīng)管腳置位，使相應(yīng)通道導(dǎo)通即可；開關(guān)模塊6還可以采用譯碼電路進(jìn)行選通等，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可實(shí)施多種控制相應(yīng)通道導(dǎo)通切換的方式，此處不再贅述。
這樣，當(dāng)隔熱倉體1的溫度過高時(shí)，可使半導(dǎo)體制冷塊3的P型端接直流電源5接口的正極，在第二熱交換塊13側(cè)形成冷表面，可使得隔熱倉體1的溫度降低。
反之，當(dāng)隔熱倉體1的溫度過低時(shí)，可使半導(dǎo)體制冷塊3的N型端接直流電源5接口的正極，在第二熱交換塊13側(cè)形成熱表面，可使得隔熱倉體1的溫度升高。這就通過半導(dǎo)體制冷塊3對隔熱倉體1與外部熱交換體2之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q，使隔熱倉體1得以保持恒溫或始終處于設(shè)定的工作溫度閥值區(qū)間。
實(shí)施例2根據(jù)圖8和圖9，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于在本實(shí)施例中，外部熱交換體2包括第三熱交換塊21和風(fēng)扇22，第三熱交換塊21與半導(dǎo)體制冷塊3相貼，且第三熱交換塊21和風(fēng)扇22置于保護(hù)殼23之中，所述的保護(hù)殼23具有兩端開口。
風(fēng)扇22有助于加速溫度調(diào)節(jié)，保護(hù)殼23起到保護(hù)第三熱交換塊21和風(fēng)扇22的作用，且其兩端的開口在實(shí)際上形成了一條風(fēng)道，進(jìn)一步提高本發(fā)明的實(shí)用性。
至于其它部分結(jié)構(gòu)、原理、方法與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例3根據(jù)圖10和圖11，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于如下幾點(diǎn)1)如圖11所示，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體制冷塊3與電源5接口之間還連接脈寬調(diào)制模塊7，主控模塊4向脈寬調(diào)制模塊7發(fā)出脈寬調(diào)制信號，以調(diào)節(jié)電流輸出。
2)如圖10所示，在本實(shí)施例中，在隔熱倉體1與外部熱交換體2中的關(guān)鍵部位均設(shè)置了溫度傳感器，具體設(shè)置如下在隔熱倉體1中內(nèi)倉111上部設(shè)置溫度傳感器101；第一熱交換塊12上設(shè)置溫度傳感器102；集體電路116上(第一熱交換塊12底部)設(shè)置溫度傳感器103。
在外部熱交換體2中第三熱交換塊21上設(shè)置溫度傳感器104；保護(hù)殼23上部設(shè)置溫度傳感器105。
至于本實(shí)施例工作過程中，溫度傳感器101、102、103、104、105分別不斷地向主控模塊4傳遞溫度信號，在電路實(shí)際控制中，主控模塊4可以根據(jù)接收端口判定是由哪個(gè)具體的溫度傳感器所發(fā)出的溫度信號，可以加上相應(yīng)的標(biāo)號，便于內(nèi)部操作。可在主控模塊4內(nèi)或由外置的存儲(chǔ)器保存各個(gè)位置(溫度傳感器101、102、103、104和105)所對應(yīng)的溫度上限/下限閥值設(shè)置值，設(shè)置值可以保存于有關(guān)寄存器中，也可以以表格體現(xiàn)，主控模塊4通過查找設(shè)置值作相應(yīng)操作(啟動(dòng)或停止半導(dǎo)體制冷塊3工作)等。
在本實(shí)施例中，主控模塊4還可以通過接收外部設(shè)備工作狀態(tài)信息，通過控制脈寬調(diào)制模塊7的調(diào)制輸出信號，以調(diào)節(jié)電流輸出。例如，若本發(fā)明與機(jī)動(dòng)車共用電源(電池)5時(shí)，在機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)和停止運(yùn)行時(shí)，就可以對電流輸出以及半導(dǎo)體制冷塊3操作時(shí)間分別作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整控制，以維護(hù)電源(電池)5的蓄電量等。
至于有關(guān)設(shè)置值，可以在主控模塊4中固化，也可以在主控模塊4中擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)輸入接口，通過輸入接口連接外部輸入設(shè)備，如鍵盤，通過鍵盤向主控模塊4輸入設(shè)定的值，可以以預(yù)設(shè)的順序依次輸入各個(gè)位置所對應(yīng)的溫度上限/下限閥值，也可以采用約定的數(shù)據(jù)格式輸入各個(gè)位置所對應(yīng)的溫度上限/下限閥值，約定的數(shù)據(jù)格式即可體現(xiàn)設(shè)置值和對應(yīng)的位置等。
本發(fā)明甚至可以接入顯示設(shè)備，反映溫度傳感器探測的溫度、半導(dǎo)體制冷塊3的工作狀態(tài)等。
至于其它部分結(jié)構(gòu)、原理、方法與實(shí)施例1或?qū)嵤├?所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例4根據(jù)圖12，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于在本實(shí)施例中，主控模塊4和開關(guān)模塊6置于隔熱倉體1之內(nèi)，電源(電池)5則置于隔熱倉體1外壁上，例如，可在隔熱倉體1外壁上設(shè)置一個(gè)電池盒用于安放電源(電池)5，這樣，主控模塊4和開關(guān)模塊6也同樣成為隔熱倉體1中的發(fā)熱源，半導(dǎo)體制冷塊3對隔熱倉體1與外部熱交換體2之間的熱交換補(bǔ)償能量會(huì)相對于實(shí)施例1中較大一點(diǎn)，以保持同樣的恒溫或始終處于設(shè)定的工作溫度閥值區(qū)間。
至于其它部分結(jié)構(gòu)、原理、方法與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例5根據(jù)圖13，本實(shí)施例與實(shí)施例3的主要區(qū)別也在于在本實(shí)施例中，如圖13所示，主控模塊4和開關(guān)模塊6置于隔熱倉體1之內(nèi)，電源(電池)5則置于隔熱倉體1外壁上，其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，主控模塊4和開關(guān)模塊6也可以置于保護(hù)殼23的內(nèi)部，以及將電源(電池)5置于保護(hù)殼23的內(nèi)部或外部等等。
至于其它部分結(jié)構(gòu)、原理、方法與實(shí)施例3或?qū)嵤├?所述相同或相似，此處不再贅述。
綜上所述，盡管本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、原理、方法通過上述各實(shí)施例予以具體闡述，在不脫離本發(fā)明要旨的前提下，根據(jù)以上所述的啟發(fā)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可實(shí)施變換/替代形式或組合，此處不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種溫控裝置，包括隔熱倉體，其特征在于所述的隔熱倉體與外部熱交換體相連通且進(jìn)行熱交換，所述的隔熱倉體與外部熱交換體之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷塊，所述的半導(dǎo)體制冷塊對隔熱倉體與外部熱交換體之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q以保持隔熱倉體的恒溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控裝置，其特征在于所述的隔熱倉體包括恒溫倉、第一熱交換塊、第二熱交換塊和熱導(dǎo)管，其中，所述的第一熱交換塊安置于恒溫倉內(nèi)部；所述的第二熱交換塊安置于恒溫倉側(cè)部開口處，該第二熱交換塊外側(cè)與半導(dǎo)體制冷塊相貼；所述的第一熱交換塊與第二熱交換塊之間以熱導(dǎo)管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫控裝置，其特征在于所述的恒溫倉包括內(nèi)倉、外倉和隔熱材料，所述的內(nèi)倉套設(shè)于外倉之中，內(nèi)倉與外倉之間填塞隔熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫控裝置，其特征在于所述的內(nèi)倉與外倉之間連接加強(qiáng)桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控裝置，其特征在于所述的半導(dǎo)體制冷塊鑲套于隔熱塊之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控裝置，其特征在于所述的外部熱交換體包括第三熱交換塊和風(fēng)扇，所述的第三熱交換塊與半導(dǎo)體制冷塊相貼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫控裝置，其特征在于所述的外部熱交換體設(shè)置于保護(hù)殼之中，所述的保護(hù)殼具有兩端開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的溫控裝置，其特征在于所述的隔熱倉體中設(shè)置有溫度傳感器，所述裝置設(shè)置相應(yīng)的主控模塊，所述的主控模塊根據(jù)溫度傳感器所傳遞的溫度信號，控制電源與半導(dǎo)體制冷塊之間的通斷以及連通極性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溫控裝置，其特征在于所述的半導(dǎo)體制冷塊與電源之間連接開關(guān)模塊，開關(guān)模塊接受主控模塊的控制信號，對半導(dǎo)體制冷塊與電源之間作相應(yīng)導(dǎo)通切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溫控裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體制冷塊與電源之間還連接脈寬調(diào)制模塊，主控模塊還向脈寬調(diào)制模塊發(fā)出脈寬調(diào)制信號，以調(diào)節(jié)電流輸出。
全文摘要
一種涉及控制的溫控裝置，包括隔熱倉體，其特征在于隔熱倉體與外部熱交換體相連通且進(jìn)行熱交換，隔熱倉體與外部熱交換體之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷塊，半導(dǎo)體制冷塊對隔熱倉體與外部熱交換體之間進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒峤粨Q以保持隔熱倉體的恒溫；隔熱倉體包括恒溫倉、第一熱交換塊、第二熱交換塊和熱導(dǎo)管，第一熱交換塊安置于恒溫倉內(nèi)部，第二熱交換塊安置于恒溫倉側(cè)部開口處，該第二熱交換塊外側(cè)與半導(dǎo)體制冷塊相貼，第一熱交換塊與第二熱交換塊之間連接熱導(dǎo)管；恒溫倉包括內(nèi)倉、外倉和隔熱材料，內(nèi)倉套設(shè)于外倉之中，內(nèi)倉與外倉之間填塞隔熱材料，本發(fā)明提高了車用電子設(shè)備的溫度適應(yīng)能力。
文檔編號B65D81/18GK1932415SQ20061006166
公開日2007年3月21日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者吳坦 申請人:陳少鵬