專利名稱：用于控制熱電系統(tǒng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于感測(cè)熱電裝置的熱源側(cè)和熱沉側(cè)之間的溫度差，并 根據(jù)所述溫度差調(diào)節(jié)電流的裝置。更具體而言，本發(fā)明還涉及用于向熱 電裝置提供最佳電流，并實(shí)現(xiàn)所述熱電裝置更多用途的裝置。
背景技術(shù)：
熱電冷卻和加熱裝置是本領(lǐng)域公知的，所述裝置均以珀?duì)柼?yīng)為
基礎(chǔ)。在電流流經(jīng)具有p型和n型半導(dǎo)體材料或團(tuán)粒(pellet)的預(yù)定半 導(dǎo)體材料時(shí)，所述裝置使熱量從某一位置轉(zhuǎn)移至另一位置。歷史上，采
用熱電裝置進(jìn)行定點(diǎn)冷卻。這是因?yàn)椴牧咸匦院脱b置操作制約了裝置效率。
典型地，將熱電制冷裝置制作成模塊。之后，采用一定量的適當(dāng)?shù)?熱交換器將所述模塊組裝到更大的系統(tǒng)上。結(jié)合所述熱交換器的目的在 于增強(qiáng)熱傳遞，以及使損耗降至最低。熱電模塊在直流下工作。應(yīng)當(dāng)優(yōu) 選對(duì)直流進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得最佳的性能系數(shù)(COP)。所述最佳電流 涉及基于半導(dǎo)體的材料的 一 種或多種材料特性以及所述模塊的熱端和 冷端之間的溫度差。所述最佳電流的表達(dá)式如下。
廣柳+z乙r-i] 方程i
其中，ocp和an分別是p型和n型材料的塞貝克系數(shù)，T。和Th分 別是熱源(冷端)和熱沉(熱端)的溫度，R是p和n半導(dǎo)體材料或團(tuán) 粒的總熱阻。
通常， 一個(gè)熱電模塊在一個(gè)電流下工作。因而，流經(jīng)所有團(tuán)粒的電 流是相同的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)模塊大時(shí)(例如，為了提供大冷卻量， 以實(shí)現(xiàn)商業(yè)制冷用途(只是一個(gè)例子))，可以預(yù)見(jiàn)到在每一熱電模塊 上存在顯著的溫度差變化。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某一團(tuán)粒與另一團(tuán)粒的 溫度差的變化意味著無(wú)法使整個(gè)模塊保持在最為有效的條件上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于采用了^艮多用于大面積的熱電才莫塊的大尺寸熱電冷卻系統(tǒng)而 言，這一已知的問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。
據(jù)觀察，人們已經(jīng)嘗試了操縱流型，以及對(duì)熱電團(tuán)粒進(jìn)行熱隔離。
這一隔離實(shí)現(xiàn)了使熱電模塊保持均勻的溫度差(Th-Tc)。但是，實(shí)際的
溫度差可能不會(huì)像預(yù)期 一樣保持均勻。主要熱傳導(dǎo)是沿用于防止工作流 體或暴露表面與熱電材料發(fā)生接觸的導(dǎo)熱電絕緣材料發(fā)生的。這一傳導(dǎo) 是由夾在熱電團(tuán)粒和熱交換器之間的具有高熱導(dǎo)率的電絕緣體(陶瓷) 產(chǎn)生的。這一材料具有高熱傳導(dǎo)系數(shù)。這是一個(gè)已知的問(wèn)題，其進(jìn)一步 加大了沿流向保持溫度差的難度。
相應(yīng)地，需要對(duì)提供給各個(gè)^t塊的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而沿流體流動(dòng) 方向提供合理的溫度均勻性。
相應(yīng)地，需要一種用于熱電冷卻產(chǎn)品的;lt塊化系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供對(duì)熱電模塊的控制，以實(shí)現(xiàn)最佳性能系數(shù)。 本發(fā)明的目的在于提供對(duì)熱電模塊的控制，通過(guò)所述控制對(duì)所述模
塊進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而以最佳的電流驅(qū)動(dòng)所述模塊，以實(shí)現(xiàn)最佳性能系數(shù)。 本發(fā)明的另一目的在于提供用于熱電裝置的控制系統(tǒng)，通過(guò)所述系
統(tǒng)調(diào)節(jié)了提供給各個(gè)熱電模塊的功率，由此實(shí)現(xiàn)了各個(gè)熱電模塊的實(shí)時(shí)
最佳效率。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有控制的系統(tǒng)，其探測(cè)由熱敏電 阻器感測(cè)的溫度差，所述溫度差感測(cè)由獨(dú)立的電阻器或功能漸變熱電材
料咒成。
本發(fā)明的又一 目的在于提供一種在熱電團(tuán)粒的末端具有熱壽l成分 的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其帶 有熱敏電阻器，從而在每單位時(shí)間內(nèi)感測(cè)一個(gè)或若干個(gè)溫度差。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其帶 有具有負(fù)溫度系數(shù)或正溫度系數(shù)或其組合的熱敏電阻器，以探測(cè)熱板和 冷板之間的溫度差。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其具 有用于調(diào)節(jié)提供給所述熱電模塊的電壓或電流的電路，從而使所述模塊在最佳電流上工作，以獲得最佳性能系數(shù)(COP)。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其具
化敏感的電阻的定制成分。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其具
臨^冷端處具有負(fù);顯度系數(shù)。、；''、I \、 又'、"
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，
其具有由這樣的漸變材料構(gòu)成的團(tuán)粒，所述團(tuán)粒將通過(guò)自動(dòng)改變電阻而
對(duì)溫度差的變化作出反應(yīng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化熱電模塊的操作的系統(tǒng)，其能
夠在不對(duì)流經(jīng)所述系統(tǒng)的整個(gè)熱電模塊的電流進(jìn)行外部改變的情況下
使團(tuán)粒在最佳條件下工作。
本發(fā)明的這些和其他目的是通過(guò)本發(fā)明的控制裝置或熱電材料實(shí)
現(xiàn)的。所述控制裝置用于帶有熱源側(cè)和熱沉側(cè)的熱電裝置。所述控制裝
置具有用于探測(cè)所述熱源側(cè)和所述熱沉側(cè)之間的溫度差的探測(cè)器。與所
述探測(cè)器相關(guān)的設(shè)備調(diào)節(jié)電流，從而為所述熱電裝置提供最佳電流。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)整直流的功率調(diào)節(jié)器的電路圖。
圖2是本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)熱電裝置的供電的裝置的電路圖，其以熱 電裝置的第 一側(cè)或所述裝置的第二側(cè)的溫度為基礎(chǔ)。
圖3是用于調(diào)節(jié)熱電裝置的供電的電路圖的另一實(shí)施例，其以所述 熱電裝置的第 一側(cè)和所述熱電裝置的第二側(cè)之間的溫度差為基礎(chǔ)。
圖4是用于調(diào)節(jié)若干個(gè)熱電模塊的供電的電路圖的另 一實(shí)施例。 圖5是用于調(diào)節(jié)熱電裝置的供電的電路圖的又一實(shí)施例，其具有基
準(zhǔn)和可變電阻器，所述電阻器可以是用于提高裝置的工作效率的熱敏電 阻器。
圖6是用于調(diào)節(jié)熱電裝置的供電的另 一 實(shí)施例的側(cè)視截面圖，其中， 所述熱電裝置具有處于p/n半導(dǎo)體材料內(nèi)的漸變摻雜材料。
具體實(shí)施方式
參考附圖，特別是圖1,示出了現(xiàn)有的功率調(diào)節(jié)裝置的現(xiàn)有技術(shù)系
統(tǒng)10。系統(tǒng)IO具有連接至與第二線圈16隔開(kāi)的第一線圏14的電源， 所述電源優(yōu)選為交流電源12。所述第一線圈14和第二線圈16優(yōu)選是一 對(duì)感應(yīng)線圏，從而使電壓從交流電源12到系統(tǒng)10的電路的其余部分發(fā) 生降低。優(yōu)選將第二線圈16連接至形成了全波整流器的二極管18、 20、 22、 24,所述全波整流器總體上由附圖標(biāo)記26表示，其將交流功率轉(zhuǎn) 換為直流。所述第二線圏16優(yōu)選具有中間抽頭，針對(duì)這種變壓器的各 種設(shè)計(jì)是本領(lǐng)域已知的，并且在實(shí)踐中廣為應(yīng)用。
系統(tǒng)IO還具有連接至濾波電容器30的輸入濾波電容器28,以實(shí)現(xiàn) 脈動(dòng)抑制，并提高系統(tǒng)10的電源質(zhì)量。現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)IO還具有輸出濾 波電容器32和為所述系統(tǒng)提供保護(hù)的旁路電容器34。系統(tǒng)IO還具有三 端子電壓調(diào)節(jié)器36。將所述三端子電壓調(diào)節(jié)器36連接至第一可變電阻 器38。優(yōu)選通過(guò)人工方式啟用第一可變電阻器38，以控制流向熱電裝 置(未示出)的電流，第一可變電阻器38在本領(lǐng)域是公知的。這一系 統(tǒng)10的構(gòu)造不受青睞，因?yàn)槠錈o(wú)法實(shí)現(xiàn)處在最佳的性能系數(shù)上的熱電 裝置的自動(dòng)調(diào)整操作。在這一實(shí)施例中，輸出電壓與輸入電壓不直接相 關(guān)，所述輸出電壓根據(jù)下述等式從全波整流器26輸出
方程2
Vref是跨越總地由附圖標(biāo)記40表示的電阻器R4的參考電壓?？勺?br> 電阻器R! 38具有可變電阻，其作用在于調(diào)節(jié)輸出電壓，本領(lǐng)域已知， 通常采用人工方式啟用所述可變電阻器R！ 38?，F(xiàn)在參考圖2,其示出了 本發(fā)明的電路IO。在這一實(shí)施例中，電路10示出了串聯(lián)至第二熱電元 件或團(tuán)粒44的第一熱電元件或團(tuán)粒42，重復(fù)所述圖案以形成熱電裝置 或模塊。電路10還具有熱敏傳感器，例如熱敏電阻器46。熱敏電阻器 46在熱連接至冷端或熱源48時(shí)優(yōu)選具有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，在連 接至熱端或熱沉50時(shí)優(yōu)選具有正溫度系數(shù)。通過(guò)這種方式，利用熱敏 電阻器46提供的電阻的變化調(diào)節(jié)提供給由重復(fù)的熱電團(tuán)粒44和42構(gòu) 成的整個(gè)模塊的電流。在另一實(shí)施例中，可以通過(guò)直接的電阻測(cè)量導(dǎo)出 用于調(diào)節(jié)功率的控制信號(hào)。在其他實(shí)施例中，可以對(duì)所述電阻變化信息 進(jìn)行轉(zhuǎn)換(放大、濾波和處理)，以調(diào)節(jié)用于驅(qū)動(dòng)具有團(tuán)粒42、 44的熱電裝置等的輸出電壓或電流。
或者，可以優(yōu)選將一個(gè)或多個(gè)熱敏電阻器或傳感器連接至熱源側(cè)48
和熱沉側(cè)50的熱交換表面。或者，可以將一個(gè)或多個(gè)熱敏電阻器或傳 感器嵌入到系統(tǒng)10的工作流體(未示出)內(nèi)。通過(guò)這種方式， 一個(gè)或 多個(gè)熱敏電阻器46調(diào)整了提供給具有團(tuán)粒42和44的熱電裝置的功率， 以實(shí)現(xiàn)最佳效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以采用對(duì)溫度敏感的任 何電阻器，這樣的電阻器均處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖2示出了在熱沉側(cè)50或熱源側(cè)48幾乎保持恒溫時(shí)最為有用的優(yōu) 選實(shí)施例。本公開(kāi)的系統(tǒng)10優(yōu)選探測(cè)溫度控制裝置的一點(diǎn)或多點(diǎn)處的 溫度差，之后調(diào)節(jié)電流。在熱源側(cè)48將保持恒溫時(shí)，系統(tǒng)10優(yōu)選具有 連接至熱沉交換器表面的帶有正溫度系數(shù)電阻器的熱敏電阻器，或者具 有處于與熱沉側(cè)5 0相關(guān)的工作流體內(nèi)的正溫度系數(shù)熱敏電阻器。
可以調(diào)整所述熱^t電阻器和/或參考電阻器40,連同諸如工質(zhì)流體 流速、級(jí)聯(lián)冷卻級(jí)和輸入電壓的其他工作參數(shù)，以設(shè)定冷卻或加熱系統(tǒng) 的工作點(diǎn)。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)10可以具有若干個(gè)帶有與某一電阻 相關(guān)的不同標(biāo)稱溫度的熱敏電阻器。優(yōu)選通過(guò)自適應(yīng)功率調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn) 對(duì)冷卻或加熱裝置的連續(xù)自控，使之達(dá)到最佳參數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 意識(shí)到，在這些情況下必須避免裝置的溫度失控，可以通過(guò)可調(diào)電壓調(diào) 節(jié)器36或者通過(guò)修改系統(tǒng)IO設(shè)置切斷電壓來(lái)避免這種情況的發(fā)生，這 是本領(lǐng)域已知的。切斷電壓關(guān)閉冷卻或加熱裝置42、 44,可以將系統(tǒng) 10設(shè)計(jì)為在發(fā)生溫度失控之前達(dá)到所期望的冷卻能力。
現(xiàn)在參考圖3，其示出了本發(fā)明的系統(tǒng)10的另一電路圖。在這一實(shí) 施例中，系統(tǒng)10具有第一熱敏電阻器52和第二熱敏電阻器54。將第一 熱敏電阻器52連接至熱電裝置的熱源側(cè)48，將第二熱敏電阻器54熱連 接至同一熱電裝置的熱沉側(cè)。第一熱敏電阻器52優(yōu)選是具有負(fù)溫度系 數(shù)的電阻器，其電阻隨著熱源側(cè)48的溫度的升高而降低，反之亦然。 第二熱敏電阻器54優(yōu)選是熱連接至熱沉側(cè)的具有正溫度系數(shù)的電阻器。 第一熱敏電阻器52的電阻的這一變化和第二熱敏電阻器54的電阻的變 化代表熱源側(cè)和熱沉側(cè)之間的溫度差的變化。通過(guò)這種方式，利用來(lái)自 熱敏電阻器54和熱敏電阻器52的電阻的變化調(diào)節(jié)提供給熱電裝置的電。
在這一實(shí)施例中，通過(guò)使具有正溫度系數(shù)的電阻器54與熱沉接觸，使具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻器52與熱源側(cè)接觸提高了電壓(電流)。優(yōu)
選按照?qǐng)D3中所示連接正溫度系數(shù)電阻器54和負(fù)溫度系數(shù)電阻器52。 總電阻的變4b準(zhǔn)確地反映了熱電才莫塊的熱沉側(cè)和熱源側(cè)之間的溫度差， 因而冷卻和加熱裝置可以利用向其提供的電流的變化而更為有效地工作。
參考圖4,為了產(chǎn)生有意義冷卻或加熱，有可能必須布置多個(gè)熱電 模塊，從而以有用的冷溫度或暖溫度提供預(yù)期的容量。對(duì)于級(jí)聯(lián)熱電系 統(tǒng)而言，經(jīng)調(diào)制的電源將表現(xiàn)出更大的益處，因?yàn)椴捎锚?dú)立的功率水平 控制每一模塊。如圖4所示，額外的熱電模塊61將具有額外的第三熱 敏電阻器64和第四熱敏電阻器66,以調(diào)節(jié)提供給具有熱電團(tuán)粒60、 62 的第二熱電^f莫塊的電流，重復(fù)的單元類似。第四熱敏電阻器66優(yōu)選是 熱連接至熱源側(cè)的具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻器。優(yōu)選將第三熱敏電阻器6 4 連接至熱沉側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，額外的模塊的構(gòu)造與圖2所示的實(shí)施 例類似，或者其可以是處于本發(fā)明的范圍內(nèi)的用于加熱和冷卻的其他構(gòu) 造。電阻的變化代表熱源側(cè)和熱沉側(cè)之間的溫度差的變化，從而向系統(tǒng) IO施加更加優(yōu)化的電 流o
圖5示出了在更大的溫度范圍內(nèi)工作或者具有短響應(yīng)時(shí)間要求的系 統(tǒng)。圖5示出了具有第 一熱敏電阻器72和第二熱敏電阻器78的系統(tǒng)10。 第 一熱敏電阻器72和第二熱敏電阻器78 二者均為負(fù)溫度系數(shù)電阻器， 并且分別^fe熱連^妻至熱電裝置的熱源側(cè)和熱沉側(cè)。第三熱每l電阻器76 和第四熱敏電阻器74均優(yōu)選為正溫度系數(shù)電阻器，并且分別被連接至 同一熱電才莫塊的熱沉側(cè)和熱源側(cè)。熱每丈電阻器72、 74、 76、 78的電阻 變化代表熱源側(cè)和熱沉側(cè)之間的溫度差的變化。這一系統(tǒng)10優(yōu)選呈現(xiàn) 出更加靈敏的控制，因?yàn)榫蜔岢羵?cè)和熱源側(cè)之間的溫度差的既定變化而 言，第三熱敏電阻器76和第一熱敏電阻器72的復(fù)合電阻與第二熱敏電 阻器78和第四熱^:電阻器74的復(fù)合電阻之間的比值將更大。通過(guò)這種 方式，輸出電壓等于參考電壓乘以1加所述比值，在這一非限制性實(shí)施 例中，將該比值表達(dá)為第一熱敏電阻器72和第三熱敏電阻器76的復(fù)合 電阻除以第四熱壽t電阻器74和第二熱每丈電阻器78的電阻。
現(xiàn)在參考圖6，其示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例。系統(tǒng)10具有熱敏團(tuán) 粒81 (p或n型團(tuán)粒)，其帶有臨近熱沉的摻有漸變負(fù)溫度系數(shù)熱敏材 料82的部分，所述熱敏材料朝向團(tuán)粒的表面富集。所述熱敏材料82使得所述p或n型半導(dǎo)體材料(或團(tuán)粒)81是自適應(yīng)的，并且熱敏材料 82具有響應(yīng)于溫度發(fā)生變化的電阻?；谙嗤睦碛桑ㄟ^(guò)向所述團(tuán)粒 內(nèi)摻雜或機(jī)械散布將具有正溫度系數(shù)的熱敏材料83布置為朝向熱源側(cè) 84富集。優(yōu)選采用適當(dāng)?shù)臒崦舨牧蠐诫s其中的熱敏團(tuán)粒。這些材料為金 屬氧化物及其混合物和/或衍生物。某些非限制性的例子為帶有諸如Co、 Ni、 Cu、 Fe、 Zn的各種其他元素的Mn304或適當(dāng)?shù)奶鎿Q材料。其他的 例子為Fe304-ZnCr204或衍生物、BaTi03及其衍生物。優(yōu)選，摻雜適當(dāng) 的量的熱敏電阻材料成分，以獲得基于溫度變化的電阻。在一個(gè)非限制 性實(shí)施例中，所述量可以是摻雜材料相對(duì)于基體材料具有大約0.01到大 約百分之二十原子百分比。優(yōu)選借助機(jī)械混合和燒結(jié)及其任何組合，通 過(guò)擴(kuò)散、共沉淀、水熱共沉淀、燒結(jié)、粉末冶金法在p型和n型半導(dǎo)體 材料內(nèi)摻雜熱敏材料82、 83。
應(yīng)當(dāng)理解，上述說(shuō)明僅用于對(duì)本發(fā)明舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的 情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想各種替代方案和修改。相應(yīng)地，本發(fā) 明旨在涵蓋所有的此類替代、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于具有熱源側(cè)(48)和熱沉側(cè)(50)的熱電裝置(42)的控制裝置(10)，所述控制裝置(10)包括用于探測(cè)所述熱源側(cè)(48)和所述熱沉側(cè)(50)之間的溫度差的探測(cè)器(46)，所述探測(cè)器(42)用于調(diào)節(jié)電流，從而為所述熱電裝置(42)提供最佳電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(10),其中，用于探測(cè)所述 熱源側(cè)(48 )和所述熱沉側(cè)(50 )之間的所述溫度差的所述纟笨測(cè)器(46 ) 為可變電阻器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置(10)，其中，所述的用于探 測(cè)所述熱源側(cè)(48 )和所述熱沉側(cè)(50 )之間的所述溫度差的探測(cè)器(46 ) 為熱連接至所述熱電裝置(42)的熱敏電阻器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(10),其中，所述的用于探 測(cè)所述熱源側(cè)(48 )和所述熱沉側(cè)(50 )之間的所述溫度差的探測(cè)器(46 ) 包括連接至所述熱源側(cè)(48)的負(fù)溫度系數(shù)電阻器(54)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置(10 ),其中，所述探測(cè)器(46 ) 還包括連接至所述熱沉側(cè)(50)的正溫度系數(shù)電阻器(52)。
6. —種用于具有熱源側(cè)(48)和熱沉側(cè)(50)的熱電裝置(42) 的控制裝置(10),所述控制裝置(10)包括連接至所述熱電裝置(42 )并連接至電源(12 )的功率調(diào)節(jié)器(36 ), 所述功率調(diào)節(jié)器(36)連接至電阻器(40);用于探測(cè)所述熱源側(cè)(48)和所述熱沉側(cè)(50)之間的溫度差的探 測(cè)器(46),所述探測(cè)器(46)用于調(diào)節(jié)電流，從而通過(guò)基于所述溫度 差調(diào)節(jié)來(lái)自所述電源的功率向所述熱電裝置(42)提供最佳電流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置(10 )，其中，所述探測(cè)器(46 ) 是熱連接至所述熱電裝置(42)的熱敏電阻器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置(10),其中，所述最佳電流 取決于所述熱電裝置(42)的材料特性。
9. 一種用于熱電加熱器或冷卻器(42)的熱敏控制裝置(10)， 所述控制裝置用于向所述熱電裝置(42)提供最佳電流，所述控制裝置(10)包括熱連接至所述熱電裝置(42)的具有可變電阻的熱敏電阻器(46),其中，所述熱敏電阻器纟果測(cè)所述加熱器的熱源側(cè)(48)和熱沉側(cè)之間的 溫度差，其中，所述可變電阻響應(yīng)于所述溫度差調(diào)節(jié)所述電流，所述電 阻用于向所述加熱器提供最佳電流，所述最佳電流取決于所述加熱器的 材料特性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述溫度敏感電阻器(46)的安裝方式選自由下述選項(xiàng)構(gòu)成的集合嵌入到工質(zhì) 流體內(nèi)、與熱交換器接觸或其組合。
11. 一種用于多個(gè)熱電裝置(56)的熱敏控制裝置(10),所述控 制裝置(10)用于向每一熱電裝置(56, 58 )提供最佳電流，所述控制 裝置(10)包括熱連接至所述多個(gè)熱電裝置(56, 58 )的第一部分和第二部分的具 有可變電阻的多個(gè)熱敏電阻器(52, 54 ),所述可變電阻連接至電源(12)， 其中，所述多個(gè)熱敏電阻器探測(cè)所述第一部分和所述第二部分之間的溫 度差，并且其中，所述可變電阻響應(yīng)于所述溫度差調(diào)節(jié)所述電流，從而 為所述多個(gè)熱電裝置(56, 58 )提供所述最佳電流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱敏控制裝置(10)，其中，所述最 佳電流取決于所述多個(gè)熱電裝置(56, 58)中的至少一個(gè)的材料特性。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述第 一部分處于熱源側(cè)，并且其中，所述第二部分處于所述多個(gè)熱電裝置(56, 58 )的熱沉側(cè)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述多 個(gè)溫度敏感電阻器(52, 54 )具有熱連接至處于所述第一部分上的所述 熱源側(cè)的負(fù)溫度系數(shù)電阻器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述多 個(gè)熱敏電阻器(52, 54 )具有熱連接至處于所述第二部分上的所述熱沉 側(cè)的正溫度系數(shù)電阻器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述多 個(gè)熱敏電阻器(52， 54)具有多個(gè)熱連接至處于所述第一部分上的所述 熱源側(cè)的負(fù)溫度系數(shù)電阻器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱敏控制裝置(10),其中，所述多 個(gè)熱敏電阻器(52, 54)具有多個(gè)熱連接至處于所述第二部分上的所述 熱沉側(cè)的正溫度系數(shù)電阻器。
18. —種用于具有帶有熱源側(cè)和熱沉側(cè)的半導(dǎo)體材料的熱電裝置(56)的控制裝置(10)，所述控制裝置具有位于其內(nèi)的材料，在電流 渡越所述材料而導(dǎo)致?lián)p耗時(shí)，所述材料具有處于其內(nèi)的溫度差變化，所 述控制裝置包括用于所述熱電器件(56)的熱源側(cè)和熱沉側(cè)之間的溫度差的裝置 (52),所述裝置(52)改變選自由下述特性構(gòu)成的集合的特性電壓、 電阻、電流及其組合，所述裝置用于部分基于所述溫度差調(diào)節(jié)所述特性， 所述裝置(52)用于獲得提供給所述熱電裝置(56)的最佳電流，所述 最佳電流是作為補(bǔ)充的，從而在溫度控制應(yīng)用當(dāng)中獲得所述熱電裝置的 最佳性能系數(shù)。
19. 一種用于控制上文參考附圖中的圖2到圖6中的任何一個(gè)予以 說(shuō)明的熱電裝置(56)的電流的方法。
20. —種用于控制上文參考附圖中的圖2到圖6中的任何一個(gè)予以 說(shuō)明的熱電裝置(56)的電流的設(shè)備(10)。
21. —種用于具有熱源側(cè)(84)和熱沉側(cè)(86)的熱電裝置的控制 裝置(80),所述熱電裝置(80)具有處于其內(nèi)的半導(dǎo)體材料，其用于 基于珀?duì)柼?yīng)提供加熱和冷卻，所述控制裝置包括用于探測(cè)所述熱源側(cè)(84)和所述熱沉側(cè)(86)之間的溫度差的探 測(cè)器(82， 83),所述探測(cè)器(82, 83 )用于調(diào)節(jié)電流，從而為所述熱 電裝置提供最佳電流，其中，所述探測(cè)器(82， 83)是所述半導(dǎo)體材料 內(nèi)摻雜的熱敏材料，所述摻雜材料部分地基于所述溫度差改變其電阻。
22. —種用于使具有熱源側(cè)(84)和熱沉側(cè)(86)的熱電裝置自調(diào) 整的成分受到修改的熱電材料(82, 83 ),所述熱電裝置(81)具有處 于其內(nèi)的半導(dǎo)體材料，其用于基于珀?duì)柼?yīng)提供加熱和冷卻，所述材料包括具有第一部分和第二部分的熱電團(tuán)粒，所述第一部分纟參有朝向團(tuán)粒 表面具有均勻濃度的負(fù)溫度系數(shù)材料，所述第二部分摻有朝向所述團(tuán)粒 表面具有均勻濃度的正溫度系數(shù)材料，從而響應(yīng)于所述熱源和所述熱沉 之間的溫度差的變化調(diào)節(jié)所述熱電團(tuán)粒的電阻，所述團(tuán)粒調(diào)節(jié)電流，從 而為所述熱電裝置提供最佳電流。
全文摘要
一種用于具有熱源側(cè)和熱沉側(cè)的熱電裝置的控制裝置。所述控制裝置具有用于探測(cè)所述熱源側(cè)和所述熱沉側(cè)之間的溫度差的探測(cè)器。所述探測(cè)器調(diào)節(jié)電流，從而為所述熱電裝置提供最佳電流。
文檔編號(hào)H05B1/02GK101297600SQ200580051384
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者于笑梅, 磊 陳 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司