新型半導體致冷器智能開關電源的製作方法

2023-12-09 10:19:01

專利名稱：新型半導體致冷器智能開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種開關電源，特別適用於智能化半導體致冷開關電源。
現有技術的半導體致冷開關電源，用變壓器分組提供半導體致冷器件電壓，電路雖為簡單，但達不到節能、安全、和智能化的要求。
本實用新型的目的是要提供一種集電壓調整、冰點保護、致冷晶片保護於一身，具有節能、安全、和智能化的要求的新型半導體致冷器智能開關電源。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來實現的本實用新型由主電源電路，調壓電路，溫度檢測電路，風扇檢測電路，狀態指示電路五大部分組成，主電源電路由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片，調壓電路由一個基準電壓器件TL431與四個電阻、一個三極體和一個光藕組成，控制輸出電壓；溫度檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作和斷開狀態；風扇檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作、斷開狀態。
本實用新型的主電源電路還可以由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片，其輸出電壓受基準電壓器件U4通過光耦近U3控制，三極體Q2的C極電平控制開關管1腳，從而控制開關管工作、斷開狀態。TL431的3腳提供給U3-2腳一個基準電壓，R8為電壓取樣電阻，R9、R11組成分壓電路，以確定光耦管U4的3腳基準電壓，Q3與R10組成一個U4的下偏置電路，當Q3導通時，其下偏置電阻變小，使U4-3腳電壓高，從而使輸出電壓高，反之，則輸出低。調整R9、10、11可確定輸出高低電壓值。溫度檢測電路採用2個比較器，比較器1的Vin+給定電壓，由R15和R16分壓提供；比較器2的Vin-電壓，由R31和R32分壓提供；比較器1的Vin-電壓和比較器2 Vin+連接到Rt，比較器1的輸出連接到Q3的輸入端。與風扇檢測電路中的R28連接比較器4的Vin+電壓和比較器3 Vin-電壓端，比較器3的Vin+電壓由R26和R27分壓提供，比較器4 Vin-電壓由R24和R25分壓提供。設定比較器3Vin+電壓使該點電壓高於V3in-電壓一定值，當風扇卡死、短路時，R28電流增大，R28壓降增大，V3in-升高到高於V3in+時，比較器3由低轉高，保護電路動作。比較器4工作原理與3一樣，當風扇開路或其它原因使R28電流小到一定值時，比較器4翻轉輸出高電壓，保護電路動作。比較器2、比較器3、比較器4的輸出端通過D6、D7、D8構成或電路輸出至Q4的輸入端，Q4的輸出通過U2及Q1、Q2組成的R-S觸發電路連接Topswitch開關集成電路U5的輸入端1腳。R-S觸發器中的Q1、Q2與C6A、C6B、C6C、C6D組成一個帶上電自復位的R-S觸發器。
本實用新型與現有技術相比，具有節能、安全、智能化等優點。
本實用新型的
如下圖1是本實用新型的電氣原理圖。
以下結合附圖說明對本實用新型作進一步詳細的描述如圖1所示，致冷晶片的工作電源通過Topswitch開關集成電路U5連接致冷晶片。致冷晶片的工作電壓由一個調壓電路通過Topswitch開關集成電路U5控制，調壓電路由一個基準電壓器件TL431與四個電阻、一個三極體和一個光藕組成，控制輸出電壓；溫度檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作和斷開狀態；風扇檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作、斷開狀態。本實用新型的主電源電路還可以由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片，其輸出電壓受U4通過U3控制，Q2的C極電平控制開關管1腳，從而控制開關管工作、斷開狀態。TL431的3腳提供給U3-2腳一個基準電壓，R8為電壓取樣電阻，R9、R11組成分壓電路，以確定U4的3腳基準電壓，Q3與R10組成一個U4的下偏置電路，當Q3導通時，其下偏置電阻變小，使U4-3腳電壓高，從而使輸出電壓高，反之，則輸出低。溫度檢測電路採用2個比較器，設定比較器1的Vin+電壓，使Rt°到設定值(如10℃時，15K)其輸出翻轉，設定此點為保溫點。設定比較器2的Vin-電壓，使Rt到獲值(如2℃，25K)時，比較器輸出由低轉高，輸出保護信號，斷開開關管。與風扇檢測電路中的R28連接比較器4的Vin+電壓和比較器3 Vin-電壓端，比較器3的Vin+電壓由R26和R27分壓提供，比較器4 Vin-電壓由R24和R25分壓提供。比較器2、比較器3、比較器4的輸出端通過D6、D7、D8構成或電路輸出至Q4的輸入端，Q4的輸出通過U2及Q1、Q2組成的R-S觸發電路連接Topswitch開關集成電路U5的輸入端1腳。R-S觸發器中的Q1、Q2與C6A、C6B、C6C、C6D組成一個帶上電自復位的R-S觸發器。C6A、C6B、C6C、C6D用於上電自復位以保證開機時Di+極為高電平，從而保證U5-1的正常工作。當它被保護檢測電路送來的停機信號觸發時發生翻轉，輸出信號由高轉低，低電平通過D1將U5-1腳電平拉低，小於4.5V，從而從U5停止工作。從而使開關管斷開，輸出為零。從而保護半導體晶片。
本實用新型具有輸入端欠壓、過壓保護，當輸入電壓低於160V或高於250V時，該保護電路動作。當強致冷時，晶片流過額定電流，此時，需要風扇冷卻、散熱。風扇因故不轉(如卡死。斷線)，該保護電路動作，斷開電源，從而保護致冷晶片。當致冷溫度達到設定值(11℃+/-1℃)溫度控制電路控制輸出，由強制冷轉為弱致冷，從而保持水溫達最佳值，達到節能降耗作用。因氣溫下降或長時間不用，當冰水罐內水溫降到1℃左右時，需關機斷電源，其特有的冰點保護電路動作關機，從而避免不必要的電能浪費，防止冰水罐凍裂與冰堵。
權利要求1.一種新型半導體致冷器智能開關電源，用於供給半導體致冷晶片工作電源，其特徵在於本開關電路由主電源電路，調壓電路，溫度檢測電路，風扇檢測電路，狀態指示電路等部分組成，主電源電路由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片；調壓電路由一個基準電壓器件TL431與四個電阻、一個三極體和一個光藕組成，控制輸出電壓；溫度檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作和斷開狀態；風扇檢測電路輸出連接Topswitch開關集成電路的輸入端，控制開關管工作、斷開狀態
2.根據權利要求1所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於主電源電路由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片，其輸出電壓受基準電壓器件U4通過光耦管U3控制，三極體Q2的C極電平控制開關管1腳，從而控制開關管工作、斷開狀態。
3.根據權利要求1或2所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於TL431的3腳提供給光耦管U3-2腳一個基準電壓，R8為電壓取樣電阻，R9、R11組成分壓電路，以確定其基準電壓器件U4的3腳基準電壓，三極體Q3與R10組成一個U4的下偏置電路，當Q3導通時，其下偏置電阻變小，使U4-3腳電壓高，從而使輸出電壓高，反之，則輸出低。
4.根據權利要求1所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於溫度檢測電路採用2個比較器，比較器1的Vin+給定電壓，由R15和R16分壓提供；比較器2的Vin-電壓，由R31和R32分壓提供；比較器1的Vin-電壓和比較器2 Vin+連接到Rt，比較器1的輸出連接到Q3的輸入端。
5.根據權利要求1所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於與風扇檢測電路中的R28連接比較器4的Vin+電壓和比較器3 Vin-電壓端，比較器3的Vin+電壓由R26和R27分壓提供，比較器4 Vin-電壓由R24和R25分壓提供。
6.根據權利要求4或5所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於比較器2、比較器3、比較器4的輸出端通過D6、D7、D8構成或電路輸出至三極體Q4的輸入端，Q4的輸出通過U2及Q1、Q2組成的R-S觸發電路連接Topswitch開關集成電路U5的輸入端1腳。
7.根據權利要求6所述的新型半導體致冷器智能開關電源，其特徵在於R-S觸發器中的Q1、Q2與C6A、C6B、C6C、C6D組成一個帶上電自復位的R-S觸發器。
專利摘要本實用新型涉及了一種開關電源,特別適用於智能化半導體致冷開關電源。它由主電源電路,調壓電路,溫度檢測電路,風扇檢測電路,狀態指示電路五大部分組成,主電源電路由Topswitch開關集成電路連接至半導體致冷晶片,調壓電路控制輸出電壓;溫度檢測電路輸出連接開關電路的輸入端,控制開關管工作和斷開狀態;風扇檢測電路輸出連接開關集成電路的輸入端,控制開關狀態。本實用新型與現有技術相比,具有節能、安全、智能化等優點。
文檔編號H02M3/00GK2383267SQ9920744
公開日2000年6月14日 申請日期1999年4月12日 優先權日1999年4月12日
發明者黃萬江 申請人:黃萬江