基于半导体制冷片的高精度温度控制系统——成果推广

[size=12.0pt]成果简介
[size=12.0pt]半导体制冷片是利用特殊半导体材料构成的[size=12.0pt]PN[size=12.0pt]结产生[size=12.0pt]Peltier[size=12.0pt]效应制成，具有无噪声、体积小、结构简单、加热制冷切换方便、[size=12.0pt]冷热转换具有可逆性[size=12.0pt]等优点。化工安全组对基于半导体制冷片温控系统的影响因素进行了全面、系统分析和实验研究，设计完成了大功率、高可靠性的半导体制冷片驱动电路，并积累了半导体制冷片加热制冷切换双向温控算法的丰富经验，形成了半导体制冷片整套的研究方法和应用手段。目前，半导体制冷片的高精度温度控制系统已应用在产品中。
[size=12.0pt]系统组成

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图1 基于半导体制冷片的温度控制单元结构

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[size=12.0pt]图2[size=12.0pt][size=10.5pt] 高精度温度控制系统硬件组成

[size=12.0pt]技术指标

[size=12.0pt]（[size=12.0pt]1[size=12.0pt]）温度范围：[size=12.0pt]0~120[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]；
[size=12.0pt]（[size=12.0pt]2[size=12.0pt]）控温精度[size=12.0pt]：[size=12.0pt]±0.05[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]；
[size=12.0pt]（[size=12.0pt]3[size=12.0pt]）半导体制冷片驱动电路能够最大支持[size=12.0pt]20V 15A[size=12.0pt]输出。

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[size=10.5pt]图[size=10.5pt]3 0[size=10.5pt]℃[size=10.5pt]和[size=10.5pt]120[size=10.5pt]℃[size=10.5pt]温度控制曲线图

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[size=10.5pt]图[size=10.5pt]4 37.8[size=10.5pt]℃[size=10.5pt]温度控制过程曲线图

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[size=10.5pt]图[size=10.5pt]5 37.8[size=10.5pt]℃[size=10.5pt]稳态控制精度曲线图

[size=12.0pt]技术特点

[size=12.0pt]（[size=12.0pt]1[size=12.0pt]）高精度温度采集电路：[size=12.0pt]创新性采用比率法和激励换向技术，系统温度分辨力达到[size=12.0pt]0.001[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]，检测精度达到[size=12.0pt]±0.01[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]。

[size=12.0pt]（[size=12.0pt]2[size=12.0pt]）大功率高可靠性的半导体制冷驱动：[size=12.0pt]采用[size=12.0pt]H[size=12.0pt]桥电路形式实现半导体制冷片加热制冷方式的切换，解决了该类驱动电路无死区防护、功率小等问题；设计引入滤波和保护电路，大大增强了半导体制冷片的寿命及驱动电路的可靠性。

[size=12.0pt]（[size=12.0pt]3[size=12.0pt]）双向多模式温控：[size=12.0pt]温控策略充分考虑半导体制冷片加热制冷输出功率差异、功率随温度变化以及系统加热制冷方式切换的随机性等因素，综合采用了单点与扫描结合、高低温分段处理、随环境温度变化动态调节等多重温控调节方式。

[size=12.0pt]获得研发资助情况

[size=12.0pt]浙江省公益项目

[size=12.0pt]前期应用示范情况

[size=12.0pt]已用于微量蒸气压测定仪产品中的温度控制，温度范围为[size=12.0pt]0~120[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]，控温精度为[size=12.0pt]±0.05[size=12.0pt]℃[size=12.0pt]，驱动电路输出[size=12.0pt]12V/10A[size=12.0pt]。相关产品已通过批量试产，温控系统运行稳定可靠，可复制性强，实现成本低，适合于批量生产。

[size=12.0pt]转化应用前景

[size=12.0pt]半导体制冷片因加热制冷切换方便、结构简单、系统噪音小、控温精确度高以及成本低等优点，有望在科学仪器温度控制、温度发生和电气设备散热等领域获得广泛应用。特别是随着仪器仪表尤其是生命科学仪器、化学分析仪器等逐渐向高精度、小型化方向快速发展，高精度的小型温度控制系统需求越来越旺盛，因此半导体制冷片具有良好的应用前景。

[size=12.0pt]合作方式

[size=12.0pt]（[size=12.0pt]1[size=12.0pt]）技术转让；（[size=12.0pt]2[size=12.0pt]）委托开发；（[size=12.0pt]3[size=12.0pt]）双方联合开发。

[size=12.0pt]应用领域

[size=12.0pt]分析仪器、医疗仪器、生命科学测试仪器、家用电器等领域中高精度的恒温、匀速升降温等多模式的温度控制，以及电气装置散热等。

[size=12.0pt]联系人：[size=12.0pt]杨遂军；

[size=12.0pt]联系电话：[size=12.0pt]0571-[size=12.0pt]86872415[size=12.0pt]、[size=12.0pt]0571-87676266[size=12.0pt]；

[size=12.0pt]Email:[size=12.0pt]yangsuijun1@sina.com[size=12.0pt]；

[size=12.0pt]工贸所网址：[size=12.0pt]http://itmt.cjlu.edu.cn[size=12.0pt]；

[size=12.0pt]工贸所微信公众号：[size=12.0pt]中国计量大学工贸所。


[ 本帖最后由 itmt 于 2016-7-12 09:08 编辑 ]