[发明专利]一种半导体热电制冷器驱动控制方法

说明书

本发明公开了一种半导体热电制冷器驱动控制方法，采用PWM调压控制驱动方式，利用实时采集的半导体热电制冷器冷端、热端温度、电压、电流和制冷目标温度参数，采用数值分方法结合自学习型人工智能模糊模型控制PWM的输出占空比P值，自适应的控制热电制冷器的驱动电压和控制制冷温度。本发明采用自适应PWM调压控制驱动方式，通过对半导体热电制冷器的冷端、热端温度、电压、电流等影响制冷效率的实时参数数值分析，选择发挥制冷效率的最佳驱动电压，经过测试其制冷阶段的制冷效率达28％，温控阶段的制冷效率达到30％。

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种半导体热电制冷器驱动控制方法，属于智能控制技术领域。

背景技术

采用半导体热电制冷方式的制冷设备80％的功耗提供给了半导体热电制冷器，虽然半导体热电制冷器的理论制冷效率可以达到32％，但由于半导体热电制器制冷效率与工作电压、电流、冷端温度、热端温度、外界环境温度时间等因素相关，而当前热电制冷主要采用电流驱动控制技术，通过对制冷目标温度的检测调整驱动电流大小，该驱动控制技术仅关注到控制温度一个对象，未对涉及到半导体热电制器制冷效率参数的控制，导致实际使用中其制冷效率一般在20％～25％，因此需要通过改善热电制冷器的驱动控制技术来提高半导体热电制冷效率，降低制冷设备功耗。而目前并没有较好的驱动控制方法。

发明内容

本发明主要目的是为了解决传统半导体热电制冷驱动控制技术制冷效率低的问题，提供一种适应不同外界环境的低制冷目标温度(最低制冷温度-20℃)和低功耗(最大平均功耗65W)的半导体热电制冷设备的驱动控制技术。

本发明是这样实现的：

一种半导体热电制冷器驱动控制方法，采用PWM调压控制驱动方式，利用实时采集的半导体热电制冷器冷端、热端温度、电压、电流和制冷目标温度参数，采用数值分方法结合自学习型人工智能模糊模型控制PWM的输出占空比P值，自适应的控制热电制冷器的驱动电压和控制制冷温度。

为了具体说明本发明的技术方案，下面对本发明的驱动控制原理说明如下：

首先半导体热电制冷器工作分为制冷和控温两种模式，制冷模式工况主要是按照热电制冷的最大制冷量迅速将低温锁柜腔内温度降低到目标制冷温度，在接近制冷目标后进入控温工况，低温锁柜温控单元组件通过采集到的温度、电压、电流等参数，学习计算外界环境温度、系统热量漏率、腔内温度变化趋势，快速收敛PWM控制P值，调节热电制冷器的驱动电压，缩短达到制冷目标温度的稳定时间。

下面更详细的说明本发明的技术方案。

一种半导体热电制冷器驱动控制方法，利用温度测量传感器测量热电制冷器冷端温度、热端温度和制冷温度，并将测量的温度信息传递给采集电路，采集电路由低通滤波和运放电路组成，用于对温度测量传感器传来的温度信息的模拟信号进行调理，并将调理后的信号传递给DSP，DSP对模拟信号进行A/D转换，运行自学习型人工智能模糊控制模型，控制输出调节输出控制参数P值，同时驱动输出电压和热电制冷器工作电流反馈到DSP，利用人工智能模糊控制模型不断调节P值；PWM驱动控制由驱动控制电源、低通滤波电路和驱动保护电路组成，主要实现对调压模块的控制；调压模块由可调压DC/DC组成，通过输入PWM调节热电制冷驱动电压(4V～14V)。

更进一步的方案是：

自学习型人工智能模糊控制算法离散模型如下：