一種半導(dǎo)體制冷器降溫儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及溫度控制，尤其是涉及一種用于對(duì)通信設(shè)備中關(guān)鍵芯片進(jìn)行降溫的半導(dǎo)體制冷器降溫儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，光通信的設(shè)備體積越來(lái)越小，關(guān)鍵芯片溫度控制要求高也越來(lái)越高。由于光通信系統(tǒng)一般在室外工作，工作環(huán)境的溫度是不恒定的。不同季節(jié)，不同地區(qū)溫差變化大。高溫下往往會(huì)使器件的性能明顯惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，影響系統(tǒng)的正常工作。為了保證其穩(wěn)定性，可以選用半導(dǎo)體致冷器對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行降溫控制。半導(dǎo)體致冷器具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點(diǎn)，且工作可靠，操作簡(jiǎn)便，易于進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)。
[0003]中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2013年01月30日公開(kāi)了公開(kāi)號(hào)為CN102901265A的專利文獻(xiàn)，名稱是一種半導(dǎo)體制冷的吸附式裝置，其包括制冷機(jī)構(gòu)和待降溫密室，制冷機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片、第一密封圈、密封塞、連接線、圓環(huán)；半導(dǎo)體制冷片有鑲嵌結(jié)構(gòu)，第一密封圈的部分鑲嵌在半導(dǎo)體制冷片上；圓環(huán)通過(guò)焊接固定在半導(dǎo)體制冷片側(cè)面，并通過(guò)連接線與密封塞連接；第一密封圈上開(kāi)有一個(gè)通氣孔，密封塞插入通氣孔內(nèi)，并與第一密封圈緊密配合；待降溫密室包括光滑平板、空腔、絕熱層；空腔是絕熱層與光滑平板共同包圍形成的；空腔通過(guò)光滑平板與外界產(chǎn)生熱交換。此方案無(wú)法自動(dòng)控制半導(dǎo)體制冷片的工作狀態(tài)，需要人為手動(dòng)開(kāi)關(guān)，較為不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的對(duì)半導(dǎo)體制冷片的控制不夠方便的技術(shù)問(wèn)題，提供一種可以根據(jù)需要自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉的半導(dǎo)體制冷器降溫儀。
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:一種半導(dǎo)體制冷器降溫儀，包括半導(dǎo)體制冷器、控制電路板和散熱裝置，所述半導(dǎo)體制冷器與控制電路電連接，所述半導(dǎo)體制冷器的冷面與被降溫的芯片貼合，半導(dǎo)體制冷器的熱面與散熱裝置貼合；所述控制電路板的電路包括溫度采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和制冷器控制單元，所述溫度采集單元電連接數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)制冷器控制單元連接半導(dǎo)體制冷器，溫度采集單元還與被降溫的芯片連接。
[0006]半導(dǎo)體制冷器的工作原理是:當(dāng)它接通相應(yīng)值的直流電源后，半導(dǎo)體制冷器冷熱面溫度就會(huì)產(chǎn)生變化，冷面溫度下降，熱面溫度上升，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，形成一個(gè)明顯的基本穩(wěn)定的溫度差。通信設(shè)備關(guān)鍵芯片一般只需要15°C左右降溫要求，選用4.5W功率，3A電流的MINI型半導(dǎo)體制冷器，溫差可以達(dá)到30°C，足以滿足要求。溫度采集單元采集被降溫的芯片的溫度并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元。當(dāng)溫度高于啟動(dòng)閾值時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送信息給制冷器控制單元，制冷器控制單元控制半導(dǎo)體制冷器工作，將冷面的熱量傳遞到熱面，然后通過(guò)散熱裝置發(fā)散到空氣中，從而降低被降溫的芯片的溫度，達(dá)到保護(hù)芯片的目的。當(dāng)被降溫芯片的溫度低于關(guān)閉閾值時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)制冷器控制單元控制半導(dǎo)體制冷器斷電停止工作。本方案可以自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，無(wú)需人工干預(yù)。
[0007]作為優(yōu)選，所述溫度采集單元包括熱敏電阻、AD7792芯片、電阻R10、電容C10、電容Cll和電容C12，所述熱敏電阻跨接在AD7792芯片的5腳和6腳之間，電阻RlO跨接在AD7792芯片的9腳和10腳之間，AD7792芯片的4腳和5腳連接，9腳、11腳和6腳連接；電容ClO的第一端連接AD7792芯片的14腳，第二端接地；電容Cll跨接在AD7792芯片的12腳和13腳之間，電容C12和電容Cll并聯(lián)；AD7792的14腳連接電源VCC, 13腳連接電源AVCC, 12腳接地，I腳、16腳、15腳和3腳連接數(shù)據(jù)處理單元。
[0008]熱敏電阻與被降溫的芯片直接接觸，采集溫度信息并通過(guò)AD7792芯片放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換以后發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元。
[0009]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理單元包括ATMEGA8單片機(jī)，所述ATMEGA8單片機(jī)的30腳、31腳、32腳和I腳連接AD7792芯片，24腳、25腳和26腳連接制冷器控制單元；ATMEGA8單片機(jī)的23腳連接發(fā)光二極管DS2的正極，發(fā)光二極管DS2的負(fù)極通過(guò)電阻R3接地。
[0010]ATMEGA8單片機(jī)對(duì)溫度信息進(jìn)行判斷，如果高于啟動(dòng)閾值則向制冷器控制單元發(fā)送啟動(dòng)指令，如果低于關(guān)閉閾值則想制冷器控制單元發(fā)送關(guān)閉指令。發(fā)光二極管顯示ATMEGA8單片機(jī)的工作狀態(tài)。
[0011]作為優(yōu)選，所述制冷器控制單元包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)芯片，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器為AD5320芯片，驅(qū)動(dòng)芯片為MAX8520芯片，AD5320芯片的6腳、5腳和4腳連接ATMEGA8單片機(jī)，I腳連接MAX8520芯片的10腳；MAX8520芯片的18腳和19腳連接半導(dǎo)體制冷器的兩個(gè)輸入端。
[0012]AD5320芯片完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，MAX8520驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷器的工作。
[0013]作為優(yōu)選，所述散熱裝置為散熱銅板，所述控制電路板通過(guò)隔熱墊子固定在散熱銅板上。
[0014]銅板具有良好的導(dǎo)熱性能，根據(jù)需要可以使用具有散熱鰭片的銅板，提高散熱能力。
[0015]作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體制冷器的冷面和被降溫的芯片之間涂有導(dǎo)熱硅脂。
[0016]作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體制冷器的熱面和散熱銅板之間涂有導(dǎo)熱硅脂。
[0017]導(dǎo)熱硅脂提高了半導(dǎo)體制冷器和芯片、半導(dǎo)體制冷器和散熱銅板之間的導(dǎo)熱能力。
[0018]本實(shí)用新型帶來(lái)的有益效果是，體積小，響應(yīng)快，效率高，可靠性強(qiáng)，可以自動(dòng)控制半導(dǎo)體制冷片的工作狀態(tài)，節(jié)省人力和能源。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型的一種溫度采集單元電路圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型的一種數(shù)據(jù)處理單元電路圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型的一種制冷器控制單元電路圖；
[0023]圖中:1、半導(dǎo)體制冷器，2、散熱銅板，3、隔熱墊子，4、控制電路板。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例:本實(shí)施例的一種半導(dǎo)體制冷器降溫儀，如圖1所示，包括半導(dǎo)體制冷器
1、控制電路板4