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2.半导体制冷系统的设计
2.1半导体制冷系统构成
在半导体制冷系统中,制冷片采用TEC1-12703型温差电制冷组件,根据照明系统的特点,选用具有可视性、坚韧性、耐高温等特性的有机玻璃作为制冷器壁。为了更好地解决太阳能LED照明系统的散热问题,利用控制器来有效的控制半导体制冷系统。
2.2半导体制冷控制器的组成与控制原理
依据半导体制冷理论,在TEC(半导体制冷系统)两端施加一个直流电压就会产生一个直流电流,这会使TEC一端发热另一端制冷。我们称发热的一端为“热端”,制冷的一端为“冷端”,把TEC两端的电压极性对调,电流将反向流动,“热端”与“冷端”也将互换。TEC作为半导体制冷应用中的冷热源,其操作具有可逆性,既可以用来制冷,又可以用于制热。针对解决太阳能LED照明系统散热问题的实际情况,我们选择高集成度的高性能单片机ADUC824作为控制核心,通过软件编程完成对半导体制冷器的控制。 ADUC824是AD公司推出的8051内核的高性能单片机,内部集成了两路(21位+16位)A/D、12位D/A、FLASH、WDT、μP监控、温度传感器、SPI和I2C总线接口等丰富资源集成于一体,ADUC824体积小、功率低、具备在线编程调试功能,无须开发装置。采用ADUC824作为半导体制冷控制器的核心,提高了设计的可靠性,同时大大简化了电路的设计。半导体制冷的功率驱动采用H型(全桥式)电路,可以在单电源供电的条件下完成对负载的双向电流驱动,完成TEC制冷的操作,从而实现对目标的控制。基于ADUC824的半导体制冷控制原理框图如图2所示[1]。
图2 半导体制冷控制原理框图