130還可以設置有輸出開關，可控地將直流電供應至在開關電源。
[0041]多個開關電源，每個開關電源的電壓輸出范圍設置為不同，并與斬波組件的一個輸入端電連接。開關電源電壓輸出范圍的總和可以為在半導體制冷片200的工作電壓范圍，每個開關電源的功率需要滿足同時為所有半導體制冷片200供電的要求。
[0042]考慮到數(shù)量過多的開關電源也會導致成本過高，因此優(yōu)選地，開關電源為兩個，其中一個開關電源111的電壓輸出范圍設置為半導體制冷片的高制冷效率區(qū)段(如圖1中Vi至V3)，另一個開關電源112的電壓輸出范圍設置為半導體制冷片的高制冷量區(qū)段(如圖1中V3至V4)。在一些其他實施例中，開關電源111的數(shù)量以及電壓輸出范圍可以根據(jù)使用要求進行配置，例如配置三個開關電源，電壓輸出范圍分別配置成:V1至V2、V2至V3、V3至V4 ;又例如配置兩個開關電源111，電壓輸出范圍分別配置成:Vl至V2、V2至V4。。
[0043]在圖3中，開關電源111可以將電壓輸出范圍設置為使半導體制冷片工作于高制冷效率區(qū)段，開關電源112可以使用電壓輸出范圍設置為使半導體制冷片工作于高制冷量區(qū)段。
[0044]以上斬波組件150中可以包括多個開關，這些開關可以有兩個作用，第一個作用為選擇開關電源中的一個(開關電源111或開關電源112)連通至一個溫區(qū)的半導體制冷片，第二個作用為作為斬波裝置的開斷器件通過改變其開關占空比，改變輸出電壓。在一些優(yōu)選實施例中，斬波組件150的每個輸出端上還配置有穩(wěn)壓電容。
[0045]圖4是圖3所示的半導體冰箱中斬波組件150的示意圖，斬波組件150設置于開關電源111或開關組件112和半導體制冷片200之間，將開關電源111或開關組件112中的中一個連接到各個溫區(qū)的半導體制冷片200上。
[0046]例如斬波組件150可以包括:多個輸入端和多個輸出端，每個開關電源的輸出電壓連接至一個輸入端；每個溫區(qū)的半導體制冷片的電源連接至斬波組件150的一個輸出端，也就是輸入端的數(shù)量需要大于或等于開關電源的數(shù)量，輸出端的數(shù)量需要大于或等于溫區(qū)的數(shù)量。
[0047]斬波組件150中可以使用多個繼電器或電子開關(如晶體管、MOS管等電力電子器件)作為開關節(jié)點。其中開關Kl和K2可以選擇連通開關電源111和開關組件112。開關K3、Κ4可以用于對一個溫區(qū)的半導體制冷片進行斬波輸出控制，Κ5、Κ6可以用于對另一個溫區(qū)的半導體制冷片進行斬波輸出控制。在一些可選實施例中，可以不設置開關Kl和Κ2，僅利用Κ3、Κ4也可以完成斬波輸出，此時開關電源111和開關組件112的輸出無法完全關斷。
[0048]以上開關電源110、整流濾波模塊130、斬波組件150可以均由一個或多個控制器300進行控制，控制器300可以通過多個溫度測量部件400測量多個溫區(qū)的制冷溫度(圖中未示出控制器300至多個溫度測量部件400的電連接關系)，控制器300將多個溫度測量部件400測量的各溫區(qū)的實際溫度與其各自的設定溫度進行比較，確定出每個溫區(qū)的半導體制冷片所需的供電電壓，相應地，向整流濾波模塊130發(fā)送向開關電源供電的開關信號、向開關電源發(fā)送調(diào)壓控制信號，向斬波組件150的多個開關發(fā)送開閉控制信號，通過斬波組件150進行電壓變換，向不同的半導體制冷片200提供所需的供電電壓。
[0049]例如，控制器300可以利用PID (比例-積分-微分)算法，根據(jù)設定溫度和溫度測量部件400的測量溫度的差來計算出半導體制冷片200所需要的電壓。例如當半導體制冷片200所需的電壓低于電壓V3時，切斷開關電源112，僅用開關電源111來給半導體制冷片200供電，開關電源111的實際供電電壓為最佳供電電壓與PID計算出的調(diào)節(jié)電壓之和。當半導體制冷片200所需的電壓高于V3時，切斷開關電源111，僅用開關電源112來給半導體制冷片200供電。
[0050]在必要時，以上開關電源中電壓范圍輸出較低的一個，還可以為風機、溫度測量部件、控制部分等部件供電。另外，半導體冰箱溫度制冷后只需要一個較低的電壓就可以使各溫區(qū)溫度維持在設定值，優(yōu)先使用電壓范圍輸出較低的111來保證在此工況下電源具有更高效率。因此電源變換裝置111 一般需要維持工作，還需要向除半導體制冷片200之外的用電部件供電。
[0051]對于多溫區(qū)的半導體冰箱，溫度測量部件400對每個溫區(qū)均單獨測量溫度，依次將計算每個溫區(qū)的半導體制冷片200所需的供電電壓，由斬波裝置150將對應電壓輸出范圍的開關電源連通至對應溫區(qū)的半導體制冷片上，同時斬波組件150還可以對電壓進行細調(diào)，向半導體導體制冷片供電。也就是直流電壓經(jīng)過了開關電源以及斬波組件150兩級電壓調(diào)整。
[0052]一種更優(yōu)選的方式為設置兩個開關電源，將多個溫區(qū)設置為兩組，低于電壓V3的一組由開關電源111供電，高于電壓V3的一組由開關電源112供電，開關電源111和開關電源112的輸出電壓均設置為對應溫區(qū)中半導體制冷片所需電壓的最高值，然后利用PWM控制方式對斬波組件150中的多個開關進行開斷，使電壓降壓至每組半導體制冷片的所需電壓。也就是開關電源111和開關電源112的輸出電壓與每組半導體制冷片的所需電壓已經(jīng)較為接近，僅需要斬波組件150進行適當?shù)募氄{(diào)，就可以保證半導體冰箱的制冷達到預設的要求。從而各開關的占空比一般不會過小，也提高了電源的能耗效率。在斬波組件150的輸出端與每個溫區(qū)的半導體制冷片200之間均設置有濾波穩(wěn)壓電路(圖中未示出)，以與斬波組件150輸出端連接的多個開關形成PWM斬波裝置。
[0053]本實施例的半導體冰箱，使用斬波組件150，分別與一個或多個半導體制冷片200連接，將電源轉(zhuǎn)換裝置110輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為與之連接的半導體制冷片200需要的電壓值，從而使得每個半導體制冷片200的制冷量靈活可調(diào)，提高了半導體冰箱使用便利性。
[0054]進一步地，本實施例的半導體冰箱可以利用多個半導體制冷片200對多個溫區(qū)分別供電，而且使用供電系統(tǒng)100向多個溫區(qū)的半導體制冷片200分別供電，通過向不同溫區(qū)的半導體制冷片200施加不同電壓使得半導體制冷片200的制冷量不同，使不同溫區(qū)實現(xiàn)不同溫度的存儲環(huán)境，滿足了不同種類的物品的存儲要求。
[0055]更進一步地，本實施例的半導體冰箱從多個具有不同電壓輸出范圍的開關電源中選擇出符合半導體制冷片200供電要求的開關電源進行供電，防止了寬電壓范圍的開關電源在過低或過高電壓輸出時效率變低導致的半導體冰箱能耗過高，提高了半導體冰箱的能耗效率。
[0056]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
1.一種半導體冰箱，包括多個半導體制冷片和用于向所述多個半導體制冷片供電的供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電系統(tǒng)包括: 電源轉(zhuǎn)換裝置，配置成將外部輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電壓； 斬波組件，與所述多個半導體制冷片分別電連接，并配置成將所述直流電壓轉(zhuǎn)換為每個所述半導體制冷片需要的電壓值。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體冰箱，其特征在于 所述半導體冰箱設置有多個溫區(qū)，所述斬波組件包括多個輸出端； 每個所述溫區(qū)由所述半導體制冷片中的一個或多個進行制冷；并且 每個所述溫區(qū)的半導體制冷片與所述斬波組件的一個輸出端連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的半導體冰箱，其特征在于還包括: 多個溫度測量部件，每個所述溫度測量部件配置成測量一個所述溫區(qū)的制冷溫度，以根據(jù)所述制冷溫度確定該溫區(qū)的所述半導體制冷片需要的電壓值。
4.根據(jù)權利要求2所述的半導體冰箱，其特征在于 所述斬波組件包括多個輸入端； 所述電源轉(zhuǎn)換裝置包括:多個開關電源，每個所述開關電源的電壓輸出范圍設置為不同，并與所述斬波組件的一個輸入端電連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的半導體冰箱，其特征在于 所述電源轉(zhuǎn)換裝置還包括:交流輸入端和整流濾波模塊；其中 所述交流輸入端配置成連接所述外部輸入的交流電源；并且 所述整流濾波模塊連接于所述多個開關電源與所述交流輸入端之間，并配置成將所述外部輸入的交流電源整流濾波為直流電源。
6.根據(jù)權利要求4所述的半導體冰箱，其特征在于所述斬波組件包括: 多個開關，每個所述開關配置成將符合各個溫區(qū)的所述半導體制冷片供電要求的所述開關電源裝置連通至連接對應溫區(qū)的半導體制冷片上，并通過改變其開關的占空比輸出每個所述半導體制冷片需要的電壓值。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體冰箱，其特征在于所述斬波組件還包括: 脈寬調(diào)制控制器，配置成根據(jù)每個所述半導體制冷片需要的電壓值向?qū)乃鲩_關發(fā)送脈寬調(diào)制信號，以改變其開關占空比。
8.根據(jù)權利要求4至7中任一項所述的半導體冰箱，其特征在于 每個所述開關電源的電壓輸出設置為由其供電的所述半導體制冷片需要的電壓值的最高值。
9.根據(jù)權利要求8所述的半導體冰箱，其特征在于 所述開關電源為兩個，其中一個所述開關電源的電壓輸出范圍設置為使所述半導體制冷片工作于高制冷效率區(qū)段，另一個所述開關電源的電壓輸出范圍設置為使所述半導體制冷片工作于高制冷量區(qū)段。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種該半導體冰箱，包括多個半導體制冷片和用于向多個半導體制冷片供電的供電系統(tǒng)，其中供電系統(tǒng)包括：電源轉(zhuǎn)換裝置，配置成將外部輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電壓；斬波組件，與多個半導體制冷片分別電連接，并配置成將直流電壓轉(zhuǎn)換為每個半導體制冷片需要的電壓值。本發(fā)明的半導體冰箱，使用斬波組件，分別與一個或多個半導體制冷片連接，將電源轉(zhuǎn)換裝置輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為與之連接的半導體制冷片需要的電壓值，從而使得每個半導體制冷片的制冷量靈活可調(diào)，提高了半導體冰箱使用便利性。
【IPC分類】F25D29-00
【公開號】CN104534807
【申請?zhí)枴緾N201510005229
【發(fā)明人】李春陽, 張進, 李鵬, 肖長亮, 王銘
【申請人】青島海爾股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月6日