制。在這種情形下，電力電子器件382可提供脈沖寬度調(diào)制功能，TEC 320的不同子集的工作循環(huán)可通過所述脈沖寬度調(diào)制功能來控制。
[0071]如圖7中所示，控制器306被布置來接收來自溫度傳感器354-356的溫度數(shù)據(jù)，其中溫度數(shù)據(jù)可包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè):由第一溫度傳感器354所感測(cè)的冷卻室302的溫度(Tch);由第二溫度傳感器355所感測(cè)的周圍環(huán)境(TMb)的溫度；以及由第三溫度傳感器356所感測(cè)的熱(排出)側(cè)熱交換器314(或熱(排出)偵撒熱器315)的溫度(Tr)。基于溫度數(shù)據(jù)，控制器306確定熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300的當(dāng)前操作模式。如圖7中所示，根據(jù)某些實(shí)施方案的潛在操作模式包括降溫模式358、穩(wěn)態(tài)模式360、超溫模式362、以及恢復(fù)模式363。一般當(dāng)熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300被首先接通電源并且有必要降低(或“降溫”)冷卻室302內(nèi)的溫度時(shí)，降溫模式358發(fā)生。當(dāng)冷卻室302的溫度在或接近所需的設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，穩(wěn)態(tài)模式360發(fā)生。具體而言，當(dāng)冷卻室302的溫度在包括設(shè)定點(diǎn)溫度的預(yù)定穩(wěn)態(tài)范圍內(nèi)時(shí)(例如，冷卻室302的設(shè)定點(diǎn)溫度±2度)，冷卻室302的溫度在或接近所需的設(shè)定點(diǎn)溫度。當(dāng)熱(排出)側(cè)熱交換器314上的溫度高于預(yù)定最大可允許溫度時(shí)，超溫模式362可被檢測(cè)到，比如可當(dāng)周圍溫度條件超過正常范圍和/或當(dāng)冷卻室302沒有正確地冷卻(例如，如果冷卻室302的門未關(guān)閉)時(shí)發(fā)生。超溫模式362是安全模式，在這期間，外部風(fēng)扇321被啟動(dòng)來增強(qiáng)從熱(排出)側(cè)散熱器315到周圍環(huán)境的傳熱，以試圖降低熱(排出)側(cè)熱交換器314的溫度從而降低TEC320的熱側(cè)溫度，以便保護(hù)TEC 320免受損壞。如果外部風(fēng)扇321的操作不足以降低熱(排出)側(cè)熱交換器314處(以及TEC 320的熱側(cè)處)的溫度，那么可限制對(duì)TEC的電流供應(yīng)以便減少對(duì)TEC 320的熱量輸入以防止損壞。最后，恢復(fù)模式363是當(dāng)冷卻室302的溫度由于例如泄漏到冷卻室302中的熱量、冷卻室302的門打開等等而增加超過穩(wěn)態(tài)范圍時(shí)的情況。
[0072]圖8中示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方案的控制器306在不同模式358、360、362和363(如圖7中所描繪)下的操作。當(dāng)在降溫模式358下操作時(shí)，控制器306控制到與至少一個(gè)盤盒312相關(guān)聯(lián)的所有TEC 320的電流，使得所有TEC 320如所需性能概況指示的在^<^?與Qmax之間(相對(duì)應(yīng)于lew與I.之間的電流)的功率級(jí)下操作，并且風(fēng)扇(或其他強(qiáng)制對(duì)流單元)311、321中的一個(gè)或兩個(gè)被操作來增強(qiáng)對(duì)流傳熱?？刂破?06例如基于被首先通電(如當(dāng)熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300首次購(gòu)買時(shí)或在熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300在與電源斷開連接后被通電之后)來確定熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300何時(shí)在降溫模式358下?？刂破?06將所有TEC320維持在QCQPmax與Qmax之間的功率級(jí)下并且維持風(fēng)扇311、321在操作中直到冷卻室302的溫度被降到設(shè)定點(diǎn)溫度或設(shè)定點(diǎn)溫度的可接受范圍內(nèi)，如參照框366所示。一旦冷卻室302被降溫到設(shè)定點(diǎn)溫度，控制器306就停用風(fēng)扇311、321并且控制TEC 320的操作，使得所有TEC320通過使得電流ICQPmax被提供給所有操作中的TEC 320而在QCQPmax下操作。一旦冷卻室302被降溫到設(shè)定點(diǎn)溫度，控制器306就還可降低主動(dòng)或被動(dòng)啟動(dòng)的TEC 320的數(shù)量。
[0073]如以上所指出，基于溫度數(shù)據(jù)，控制器306確定熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300何時(shí)在穩(wěn)態(tài)模式360下(S卩，冷卻室302的溫度何時(shí)等于設(shè)定點(diǎn)溫度或者在設(shè)定點(diǎn)溫度的預(yù)定范圍內(nèi))。當(dāng)在穩(wěn)態(tài)模式360下時(shí)，控制器306優(yōu)選地停用可能已經(jīng)在操作中的任何風(fēng)扇311、321，并且如需求所指示的在Qoipmax下操作所要求數(shù)量的TEC 320。在穩(wěn)態(tài)條件下，被動(dòng)熱傳送優(yōu)選地對(duì)于有待從有待冷卻的表面或腔室所接受的熱量和/或有待被排出到周圍環(huán)境中而無需風(fēng)扇311、321的強(qiáng)制對(duì)流的熱量是充足的。在某些實(shí)施方案中，所有TEC 320可在穩(wěn)態(tài)模式360下在QcciPmax下操作。在穩(wěn)態(tài)模式360期間，如果QcciPmax>0?翻(如參照框367所不)，那么冷卻室302的溫度將繼續(xù)降低。在這種情形下，控制器306可減小已啟動(dòng)的TEC 320的工作循環(huán)，如參照框368所示。相反，如果Qa)Pmax<Q?|(如參照框369所示)，那么冷卻室302的溫度將升高。在這種情形下，控制器306可增加活動(dòng)TEC 320的數(shù)量并且將提供給活動(dòng)TEC 320的電流調(diào)節(jié)到1_\之間的值，如參照框370所示。在這個(gè)背景下，Q*指泄漏到冷卻室302中的熱量，如穿過冷卻室302的門的密封的熱量、穿過包圍冷卻室302的壁的熱傳導(dǎo)等。
[0074]如上所提及，控制器306基于來自第二溫度傳感器355 (相對(duì)應(yīng)于Ταλ )和第三溫度傳感器356(相對(duì)應(yīng)于Tr)中的一個(gè)或多個(gè)的溫度數(shù)據(jù)來確定熱電冷卻或制冷系統(tǒng)300是否在超溫模式362下。當(dāng)熱(排出)側(cè)熱交換器314上的溫度高于預(yù)定最大可允許溫度時(shí)，超溫模式362可被檢測(cè)到，比如可當(dāng)周圍溫度條件超過正常范圍和/或當(dāng)冷卻室302沒有正確地冷卻(例如，如果冷卻室302的門未關(guān)閉)時(shí)發(fā)生。參照框371，當(dāng)超溫模式362被檢測(cè)到時(shí)，夕卜部風(fēng)扇321被啟動(dòng)來增強(qiáng)從熱(排出)散熱器315到周圍環(huán)境的傳熱，以試圖降低熱(排出)側(cè)熱交換器314的排出側(cè)的溫度以便保護(hù)TEC 320免受損壞。參照框372，如果外部風(fēng)扇321的操作不足以降低熱(排出)側(cè)熱交換器314處(以及TEC 320的熱側(cè)處)的溫度，那么控制器306可通過停用或減少到有助于冷卻的一些或全部TEC 320的電流或者通過降低提供給TEC320的電流來降低熱(端)熱交換器314處的溫度以便防止損壞。例如，如果所有TEC 320在QcopmSQmx下操作，那么控制器306可停用TEC 320中的一個(gè)或多個(gè)或者優(yōu)選地所有TEC320。在另一個(gè)實(shí)例中，如果TEC 320的兩個(gè)子集在Qmax下操作，那么控制器306可停用TEC的一個(gè)子集，使得僅TEC 320的其他子集在Qmax下操作并且有助于熱量從冷卻室302排出。在另一個(gè)實(shí)例中，如果TEC 320的一個(gè)子集在Qrapmax下操作，那控制器306可停用TEC 320的活動(dòng)子集并且接著啟動(dòng)TEC 320的先前不活動(dòng)子集，以便維持冷卻室302的溫度盡可能接近設(shè)定點(diǎn)溫度而不傷害熱電盤盒312。應(yīng)注意，控制器306可響應(yīng)于確定熱(排出)側(cè)熱交換器314的溫度超過最大可允許溫度來停用任何數(shù)量的活動(dòng)TEC 320并且啟動(dòng)任何數(shù)量的不活動(dòng)TEC320。
[0075]如以上所指出，如果控制器306確定熱(排出)側(cè)熱交換器314的溫度超過預(yù)定最大可允許溫度，那控制器306可減少提供給一些或所有操作中的TEC 320的電流，作為停用一些或所有TEC 320的補(bǔ)充或替代方案。為了進(jìn)一步說明此功能，如果所有TEC 320正在Qrapmax或Qmax下操作，那控制器306可減小提供給每個(gè)TEC 320的電流量。例如，如果所有TEC 320正在Q.下操作，那控制器306可將電流從Imax降低至ICQPmax與Imax之間的值。另外，如果所有TEC320在QCQPmax或Qmax下操作，那控制器306可僅減少提供給TEC 320中的一些的電流，以便降低熱(排出)側(cè)熱交換器314的溫度。在其他實(shí)施方案中，如果熱(排出)側(cè)熱交換器314的溫度超過預(yù)定最大可允許溫度，那控制器306還可停用TEC 320中的一些并且同時(shí)減少提供給仍啟動(dòng)的一些或所有TEC 320的電流。
[0076]當(dāng)在恢復(fù)模式363下時(shí)，控制器306將活動(dòng)TEC320從在QoiPmax下操作切換至在Qmax下操作，并且還啟動(dòng)風(fēng)扇311、321，如框373處所示。當(dāng)在穩(wěn)態(tài)操作期間，控制器306接收來自溫度傳感器354的表明冷卻室302內(nèi)的溫度在短時(shí)間內(nèi)已顯著升高超過了設(shè)定點(diǎn)溫度的溫度數(shù)據(jù)時(shí)，恢復(fù)模式363發(fā)生。確切地，當(dāng)冷卻室302內(nèi)的溫度升高超過溫度的穩(wěn)態(tài)范圍的上限閾值時(shí)(例如，升高高于設(shè)定點(diǎn)溫度加上限定所需的穩(wěn)態(tài)范圍的閾值上限的某一預(yù)定值)，熱電冷卻或致冷系統(tǒng)300可進(jìn)入恢復(fù)模式363。優(yōu)選地維持此操作直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件。
[0077]應(yīng)注意，圖8中所示的針對(duì)不同模式358、360、362和363的控制框366-373僅僅是實(shí)例?？刂破?06在模式358、360、362和363中的每一個(gè)下控制TEC 320和風(fēng)扇311、321的方式可取決于特定實(shí)現(xiàn)方式而變化。總的來說，如上所討論，當(dāng)在降溫模式358下或恢復(fù)模式363下時(shí)控制器306控制TEC 320以降低冷卻室302的溫度，并且風(fēng)扇311、321被啟動(dòng)。采取這些行動(dòng)的確切方式可變化。例如，如果性能概況為需要最小降溫或恢復(fù)時(shí)間，那控制器306可利用100%工作循環(huán)(始終保持開通)在Qmax下啟動(dòng)所有TEC 320，同時(shí)風(fēng)扇311、321是活動(dòng)的。相反，如果需要降溫或恢復(fù)時(shí)間與效率之間的折衷，那控制器306例如可利用100%工作循環(huán)(始終保持開通)在Qoipmax下或在Qcwx與Qmax之間的任何一處下啟動(dòng)所有TEC 320。在另一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇311、321的速率可被逐步或以大致連續(xù)的方式調(diào)節(jié)，或者類似地，風(fēng)扇311、321可根據(jù)從控制器306接收的信號(hào)來按順序操作。風(fēng)扇311、321的操作的調(diào)節(jié)可代替或補(bǔ)充各個(gè)TEC 320的操作的調(diào)節(jié)來執(zhí)行。當(dāng)在穩(wěn)態(tài)模式360下時(shí)，控制器306總體操作來以有效的方式維持設(shè)定點(diǎn)溫度。例如，控制器306可基于負(fù)載在Qrapmax下操作所要求數(shù)量的TEC 320(例如，所有TEC 320或少于所有TEC 320)。此預(yù)定數(shù)量的TEC 320是要求來通過在或接近Qoipmax下操作來維持設(shè)定點(diǎn)溫度的TEC 320的數(shù)量。如果在穩(wěn)態(tài)模式360期間并不需要所有TEC 320，那么不需要的TEC 320被停用?？刂破?06可微調(diào)已啟動(dòng)的TEC 320的操作來準(zhǔn)確地維持設(shè)定點(diǎn)溫度，例如通過稍微增加或減少已啟動(dòng)的TEC 320的輸入電流使得已啟動(dòng)的TEC 320稍微高于QCQPmax操作或者通過增加或減少已啟動(dòng)的TEC 320的工作循環(huán)來補(bǔ)償O?*。
[0078]在某些實(shí)施方案中，考慮到設(shè)定點(diǎn)溫度和周圍環(huán)境溫度，如本文所公開的熱電致冷系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)制對(duì)流單元(例如，風(fēng)扇)可由控制器來操作。總的來說，當(dāng)周圍溫度升高和/或當(dāng)選擇了非常低的設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)制對(duì)流單元的操作變得更需要準(zhǔn)許所需的設(shè)定點(diǎn)被維持在安全排出溫度下(S卩，不過度加熱TEC)。圖9是示出了熱電致冷系統(tǒng)在風(fēng)扇協(xié)助模式下(具有強(qiáng)制對(duì)流)和在被動(dòng)模式下(沒有強(qiáng)制對(duì)流)操作所處的條件的一個(gè)實(shí)例的水平條形圖。每個(gè)水平條示出了設(shè)定點(diǎn)和周圍溫度的范圍，其中應(yīng)理解，為了熱電致冷系統(tǒng)的正常操作，設(shè)定點(diǎn)溫度應(yīng)該低于周圍溫度。圖9的最底下兩條水平條示出當(dāng)周圍溫度不高于21°C或不高于25°C時(shí)，并且當(dāng)設(shè)定點(diǎn)溫度不低于5°C時(shí)，風(fēng)扇協(xié)助(S卩，強(qiáng)制對(duì)流)是不必要的，因?yàn)槿绫疚乃_的熱電致冷系統(tǒng)可單單利用被動(dòng)排熱(例如，結(jié)合適當(dāng)散熱器使用熱虹吸管或熱管)來安全地獲得所需的設(shè)定點(diǎn)溫度。然而，隨著周圍溫度升高，情況發(fā)生改變。圖9的第三高水平條示出當(dāng)周圍溫度不高于32°C并且當(dāng)設(shè)定點(diǎn)溫度不低于12°C時(shí)，風(fēng)扇協(xié)助(例如，強(qiáng)制對(duì)流)是不必要的，然而，當(dāng)設(shè)定點(diǎn)溫度在從5°C至12°C的范圍中并且周圍溫度不高于32°C時(shí)，風(fēng)扇協(xié)助(強(qiáng)制對(duì)流)可以是必要的。圖9的最底下水平條還示出當(dāng)周圍溫度不高于38°C并且當(dāng)設(shè)定點(diǎn)溫度不低于18°C時(shí)，風(fēng)扇協(xié)助(例如，強(qiáng)制對(duì)流)是不必要的，然而，當(dāng)設(shè)定點(diǎn)溫度在從8°C至18°C的范圍中并且周圍溫度不高于38°C時(shí)，風(fēng)扇協(xié)助(強(qiáng)制對(duì)流)可以是必要的。要注意，圖9僅代表熱電致冷系統(tǒng)在風(fēng)扇協(xié)助模式下(具有強(qiáng)制對(duì)流)和在被動(dòng)模式下(沒有強(qiáng)制對(duì)流)操作所處的條件的一個(gè)代表性實(shí)例，可以使用其他條件指示何時(shí)應(yīng)該采用強(qiáng)制對(duì)流。
[0079]與前述討論一致，在某些實(shí)施方案中，被布置來維持腔室或表面的設(shè)定點(diǎn)溫度或者設(shè)定點(diǎn)溫度范圍的熱傳送系統(tǒng)可包括多個(gè)元件，所述多個(gè)元件包括:至少一個(gè)熱交換器；包含流體的管道，所述管道包含熱傳送流體、與所述至少一個(gè)熱交換器處于熱連通;至少一個(gè)強(qiáng)制對(duì)流單元，所述至少一個(gè)強(qiáng)制對(duì)流單元可選擇性操作來相對(duì)于所述至少一個(gè)熱交換器增強(qiáng)對(duì)流傳熱；以及控制器?？刂破骺杀徊贾脕?接收指示以下各項(xiàng)中的至少一個(gè)的溫度數(shù)據(jù):(i)包含熱傳送系統(tǒng)的周圍環(huán)境的溫度；以及(ii)腔室或表面的溫度;一旦檢測(cè)到指示以下狀態(tài)(a)和(b)中的至少一個(gè)的條件就啟動(dòng)所述至少一個(gè)強(qiáng)制對(duì)流單元:(a)腔室或表面的溫度超過包括設(shè)定點(diǎn)溫度或設(shè)定點(diǎn)溫度范圍的穩(wěn)態(tài)溫度范圍；以及(b)周圍環(huán)境的溫度超過周圍環(huán)境閾值溫度或周圍環(huán)境閾值溫度范圍；并且一旦檢測(cè)到指示以下狀態(tài)(I)和(II)中的至少一個(gè)的條件就停用所述至少一個(gè)