專利名稱：帕爾貼元件的冷卻控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于帕爾貼元件的冷卻控制電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，日本專利公開(kāi)第2006-26629號(hào)描述了ー種控制帕爾貼元件的冷卻以從空氣水分中產(chǎn)生冷凝水。

日本專利公開(kāi)第2006-26629號(hào)中，帕爾貼元件的冷卻控制成適當(dāng)冷卻放電電極以及空氣中的水分。這就在放電電極上產(chǎn)生了冷凝水。高電壓施加在該以這種方式產(chǎn)生的冷凝水上，以進(jìn)行靜電霧化。這就產(chǎn)生了具有自由基(radical)的納米尺寸帶電微水滴。帕爾貼元件的冷卻控制通常通過(guò)執(zhí)行恒壓控制來(lái)進(jìn)行。然而，當(dāng)僅有很少的帕爾貼元件時(shí)，產(chǎn)生的電壓是很小的。由此，將帕爾貼模塊連接到其它電路的引線和連接器影響并抑制了精確控制。此外，帕爾貼元件的冷卻控制必須根據(jù)環(huán)境溫度來(lái)進(jìn)行。然而，這種控制造成了電路的復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)根據(jù)環(huán)境溫度來(lái)精確控制少量帕爾貼元件的帕爾貼元件冷卻控制電路。本發(fā)明的ー個(gè)方面，是ー種帕爾貼元件的冷卻控制電路。該冷卻控制電路包括電流檢測(cè)電阻、第一放大電路、第二放大電路和電流控制電路。電流檢測(cè)電阻用于檢測(cè)流到帕爾貼元件的電流，包括第一端子和第二端子，所述第一端子連接到帕爾貼元件。第一放大電路包括第一運(yùn)算放大器、第一電阻和第二電阻。第一運(yùn)算放大器包括連接到電流檢測(cè)電阻的第一端子的非倒相輸入端子，倒相輸入端子和輸出端子。第一電阻包括熱敏電阻并且連接在第一運(yùn)算放大器的倒相輸入端子和第一放大器的輸出端子之間。第二電阻連接在電流檢測(cè)電阻的第二端子和第一運(yùn)算放大器的倒相輸入端子之間。第二放大電路包括第二運(yùn)算放大器、第三電阻和第四電阻。第二運(yùn)算放大器包括連接到電流檢測(cè)電阻的第一端子的非倒相輸入端子，倒相輸入端子和輸出端子。第三電阻連接在第二運(yùn)算放大器的倒相輸入端子和第二放大器的輸出端子之間。第四電阻連接在電流檢測(cè)電阻的第二端子和第二運(yùn)算放大器的倒相輸入端子之間。當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定的溫度吋，電流控制電路接收第二放大電路的輸出電壓，并基于第二放大電路的輸出電壓控制流到帕爾貼元件的電流，以使電流恒定；當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，接收與熱敏電阻溫度特性相對(duì)應(yīng)的第一放大電路的輸出電壓，并基于第一放大電路的輸出電壓控制流到帕爾貼元件的電流。


圖I為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的帕爾貼元件的冷卻控制電路的電路示意圖；圖2為示出當(dāng)在圖I中控制帕爾貼元件的冷卻時(shí)環(huán)境溫度和電流之間的關(guān)系圖；圖3為示出圖I中冷卻控制電路的熱敏電阻的溫度特性圖；以及
圖4為示出利用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帕爾貼元件的冷卻控制電路的靜電霧化裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明。圖4為示出靜電霧化裝置的示意圖，其利用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帕爾貼元件 的冷卻控制電路10。帕爾貼元件I包括P型半導(dǎo)體la、N型半導(dǎo)體lb，電連接部Ic以及散熱導(dǎo)體Id。電連接部Ic連接P型半導(dǎo)體Ia和N型半導(dǎo)體Ib的吸熱表面。散熱導(dǎo)體Id由導(dǎo)電材料形成并連接至P型半導(dǎo)體Ia和N型半導(dǎo)體Ib的散熱表面。引線Ie連接到各散熱導(dǎo)體Id。放電電極5形成在電連接部Ic上背向(facing away)所述吸熱表面的ー側(cè)。兩個(gè)散熱導(dǎo)體Id均有一個(gè)基端部。由絕緣材料形成的管狀殼體6包括由底壁6a封閉的基端。各散熱導(dǎo)體Id的基端部插入穿過(guò)孔6b，該孔6b延伸貫穿底壁6a，以使兩個(gè)散熱導(dǎo)體Id連接到殼體6，且放電電極5容納在該殼體6中。具有封閉基端的管狀殼體6包括一個(gè)開(kāi)ロ末端。與該放電電極5相對(duì)的對(duì)置電極7被支撐在殼體6的末端的開(kāi)ロ部。對(duì)置電極7為環(huán)狀且接地。放電孔15延伸穿過(guò)該對(duì)置電極7的中央部。帕爾貼元件I的兩個(gè)散熱導(dǎo)體Id電連接到包括引線Ie的電流路徑。電流路徑連接到冷卻控制電路10和將高壓施加到放電電極5的高壓施加單元11。冷卻控制電路10包括直流電源12(圖I)。冷卻控制電路10控制帕爾貼元件I的冷卻并使位于吸熱側(cè)的電連接部Ic和放電電極5冷卻。當(dāng)以這種方式冷卻放電電極5時(shí)，空氣中的水分也被冷卻。這就在放電電極5上產(chǎn)生了冷凝水。該產(chǎn)生的冷凝水為放電電極5供水。熱量從散熱導(dǎo)體Id散掉。在放電電極5上產(chǎn)生冷凝水的狀態(tài)下，當(dāng)高壓施加單元11施加高壓到放電電極5時(shí)，在放電電極5上生成的冷凝水發(fā)生靜電霧化現(xiàn)象。這會(huì)產(chǎn)生大量的包括自由基的納米尺寸的帶電微水滴(charged fine water droplets)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，冷卻控制電路10的電流控制電路IC基于電壓執(zhí)行對(duì)帕爾貼元件I的冷卻控制，其中該電壓與流經(jīng)帕爾貼元件I的電流成正比。參照?qǐng)D2，冷卻控制包括當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定的溫度時(shí)進(jìn)行恒定電流控制。冷卻控制還包括當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)隨環(huán)境溫度降低而執(zhí)行降低電流的電流控制。圖I為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的冷卻控制電路10的示意電路圖。冷卻控制電路10如圖2所示根據(jù)環(huán)境溫度執(zhí)行控制。冷卻控制電路10包括電流檢測(cè)電阻Rl和電流控制電路1C。電流檢測(cè)電阻Rl檢測(cè)流過(guò)帕爾貼元件I的電流。電流控制電路，基于與流過(guò)帕爾貼元件I的電流成正比的電壓，對(duì)帕爾貼元件I進(jìn)行電流控制。冷卻控制電路10還包括第一和第二放大電路2和3，第一和第二放大電路2、3連接在電流檢測(cè)電阻Rl和電流控制電路IC之間。第一放大電路2包括運(yùn)算放大器OPl和兩個(gè)電阻R2、R3，兩個(gè)電阻R2、R3串聯(lián)在電阻Rl的第一端子和運(yùn)算放大器OPl的輸出端子之間。這兩個(gè)電阻R2和R3決定運(yùn)算放大器OPl的放大率。兩個(gè)電阻R2和R3中的電阻R2是熱敏電阻4。熱敏電阻4具有連接到運(yùn)算放大器OPl的倒相輸入端子的第一端(電阻R2和R3之間的節(jié)點(diǎn))和連接到運(yùn)算放大器OPl的輸出端子的第二端。運(yùn)算放大器OPl具有連接到電阻Rl的第二端子和相應(yīng)的帕爾貼元件I的散熱導(dǎo)體Id的非倒相輸入端子。第二放大電路3包括運(yùn)算放大器0P2和兩個(gè)電阻R4、R5，兩個(gè)電阻R4、R5串聯(lián)在電阻Rl的第一端子和運(yùn)算放大器0P2的輸出端子之間。這兩個(gè)電阻R4和R5決定運(yùn)算放大器0P2的放大率。在兩個(gè)電阻R4和R5中，電阻R4具有連接到運(yùn)算放大器0P2的倒相輸入端子的第一端(電阻R4和R5之 間的節(jié)點(diǎn))和連接到運(yùn)算放大器0P2的輸出端子的第二端。運(yùn)算放大器0P2具有連接到電阻Rl的第二端子和相應(yīng)的帕爾貼元件I的散熱導(dǎo)體Id的非倒相輸入端子。第一放大電路2的運(yùn)算放大器OPl的輸出端子連接到第一ニ極管8的陽(yáng)極。第二放大電路3的運(yùn)算放大器0P2的輸出端子連接到第二ニ極管9的陽(yáng)極。第一和第二ニ極管8和9各自具有連接到電流控制電路IC的陰極。第一和第二放大電路2和3配置成，使得將第一和第二放大電路2和3的輸出電壓中較大的ー個(gè)電壓輸入到電流控制電路1C。形成第一放大電路2中的電阻R2的熱敏電阻4，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境溫度。更具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，熱敏電阻4檢測(cè)靜電霧化裝置所置區(qū)域的環(huán)境溫度。優(yōu)選的是，熱敏電阻4設(shè)置在受溫度上升影響最小的ー個(gè)位置處。熱敏電阻4具有圖3中的溫度和電阻關(guān)系所示出的溫度特性。電流檢測(cè)電阻Rl檢測(cè)流至帕爾貼元件I的電流。第一放大電路2根據(jù)由與熱敏電阻4的溫度特性相對(duì)應(yīng)的電阻值和電阻R3的電阻值決定的放大率，來(lái)放大與檢測(cè)出的電流成正比的電壓。放大后的電壓經(jīng)由第一ニ極管8提供給電流控制電路1C。此外，第二放大電路3根據(jù)由電阻R4和R5的電阻值決定的放大率來(lái)放大與檢測(cè)出的電流成正比的電壓。該放大后的電壓經(jīng)由第二ニ極管9提供給電流控制電路1C。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二放大電路2和3(R2到R5的值)的放大率被設(shè)置成使得當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定的溫度時(shí)，第一放大電路2的輸出電壓變得比第ニ放大電路3的輸出電壓更大。因此，根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)選擇第一和第二放大電路2和3的輸出電壓。因此，進(jìn)行帕爾貼元件I的冷卻控制的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且沒(méi)有利用微機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的冷卻控制電路10，當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定的溫度時(shí)，電流控制電路IC接收第二放大電路3的輸出電壓并控制提供到帕爾貼元件I的電流使其恒定。當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定的溫度，電流控制電路IC接收第一放大電路2的輸出電壓，并根據(jù)如圖3所示的熱敏電阻4的溫度特性控制提供到帕爾貼元件I的電流。當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定的溫度時(shí)，帕爾貼元件I利用第二放大電路3的輸出電壓進(jìn)行恒電流控制。因此，當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定溫度吋，電流不會(huì)隨著溫度的升高而增加。這延長(zhǎng)了帕爾貼元件I在高溫下的壽命。當(dāng)溫度低于預(yù)定的溫度，帕爾貼元件I利用第一放大電路2的輸出電壓進(jìn)行電流控制，該輸出電壓基于如圖3所示的熱敏電阻4的溫度特性。因此，當(dāng)環(huán)境溫度很低并低于預(yù)定溫度時(shí)，控制帕爾貼元件I使電流隨環(huán)境溫度的降低而減小。帕爾貼元件I不會(huì)低到使冷凝水結(jié)冰，冷凝水以令人滿意的方式產(chǎn)生。這使靜電霧化穩(wěn)定。圖3中，通過(guò)選擇熱敏電阻的B特性來(lái)實(shí)現(xiàn)用于進(jìn)行電流控制的熱敏電阻4的溫度特性的梯度，當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定的溫度時(shí)，該溫度特性的梯度使電流隨環(huán)境溫度降低而減小。帕爾貼元件I不限于在圖4中所示的實(shí)施方式。例如，可串聯(lián)連接多個(gè)帕爾貼元件，帕爾貼元件各自包括P型半導(dǎo)體Ia和N型半導(dǎo)體lb。從連接到帕爾貼元件I吸熱表面的電連接部Ic突出的放電電極5，可由與電連接部Ic獨(dú)立的放電電極替代使用。在這種情況下，放電電極的基端部連接到電連接部lc。本發(fā)明可應(yīng)用于不包括對(duì)置電極的靜電霧化裝置。權(quán)利要求
1.一種帕爾貼元件的冷卻控制電路，所述冷卻控制電路包括 電流檢測(cè)電阻，用于檢測(cè)流到所述帕爾貼元件的電流并包括第一端子和第二端子，所述第一端子連接到所述帕爾貼元件； 第一放大電路，其具有 第一運(yùn)算放大器，具有非倒相輸入端子、倒相輸入端子和輸出端子，所述非倒相輸入端子連接到所述電流檢測(cè)電阻的第一端子； 第一電阻，其包括熱敏電阻并且連接在所述第一運(yùn)算放大器的倒相輸入端子和所述第一放大器的輸出端子之間；以及 第二電阻，其連接在所述電流檢測(cè)電阻的第二端子和所述第一運(yùn)算放大器的倒相輸入端子之間； 第二放大電路，其具有 第二運(yùn)算放大器，具有非倒相輸入端子、倒相輸入端子和輸出端子，所述非倒相輸入端子連接到所述電流檢測(cè)電阻的第一端子； 第三電阻，連接在所述第二運(yùn)算放大器的倒相輸入端子和第二放大器的輸出端子之間；以及 第四電阻，連接在所述電流檢測(cè)電阻的第二端子和所述第二運(yùn)算放大器的倒相輸入端子之間；以及 電流控制電路，其當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定溫度時(shí)，接收所述第二放大電路的輸出電壓，并基于所述第二放大電路的輸出電壓控制流到所述帕爾貼元件的電流，以使該電流恒定；并且當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，接收與所述熱敏電阻溫度特性相對(duì)應(yīng)的所述第一放大電路的輸出電壓，并基于所述第一放大電路的輸出電壓控制流到所述帕爾貼元件的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻控制電路，其中，所述第一和第二放大電路這樣配置，使得當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定溫度時(shí)，所述第二放大電路的輸出電壓大于所述第一放大電路的輸出電壓，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，所述第一放大電路的輸出電壓大于所述第二放大電路的輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻控制電路，其中，所述第一至第四電阻設(shè)置成具有這樣的電阻值，使得當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于預(yù)定溫度時(shí)，所述第二放大電路的輸出電壓大于所述第一放大電路的輸出電壓，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，所述第一放大電路的輸出電壓大于所述第二放大電路的輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻控制電路，其中，所述熱敏電阻的溫度特性這樣設(shè)置，使得當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，流到所述帕爾貼元件的電流隨著環(huán)境溫度的降低而減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻控制電路，其中，所述第一放大電路根據(jù)與所述熱敏電阻的溫度特性相對(duì)應(yīng)的阻值和所述第二電阻的阻值所確定的放大率，來(lái)放大與由所述電流檢測(cè)電阻檢測(cè)出的電流成正比的電壓，并且所述第二放大電路根據(jù)由所述第三電阻和所述第四電阻的阻值確定的放大率，來(lái)放大與由所述電流檢測(cè)電阻檢測(cè)出的電流成正比的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻控制電路，其中，所述熱敏電阻的溫度特性這樣設(shè)置，使得當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，流到所述帕爾貼元件的電流隨著環(huán)境溫度的降低而減小。
全文摘要
一種利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)精確地控制少量元件的帕爾貼元件冷卻控制電路。第一和第二放大電路(2，3)連接在檢測(cè)帕爾貼元件(1)電流的電流檢測(cè)電阻(R1)和電流控制電路(IC)之間，電流控制電路(IC)基于與該電流成正比的電壓執(zhí)行對(duì)帕爾貼元件(1)的電流控制。決定第一放大電路放大率的兩個(gè)電阻中的一個(gè)包括熱敏電阻。當(dāng)環(huán)境溫度等于或大于預(yù)定的溫度，第二放大電路(3)的輸出電壓提供給電流控制電路(IC)以控制帕爾貼元件(1)的電流使其保持恒定。當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定的溫度，第一放大電路(2)的輸出電壓提供到該電流控制電路(IC)以根據(jù)溫度特性控制帕爾貼元件(1)的電流。
文檔編號(hào)G05F5/00GK102656533SQ20108003955
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者山下干弘, 里谷豐 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社