利用H桥驱动电路的半导体制冷片恒温控制系统。

简介：
摘要：本文提出了一种以单片机HⅣ447为核心，并采用半导体制冷片作为发热制冷体的智能恒温控制系统。该系统通过H桥驱动电路精确地调节半导体制冷片的加热或制冷能力，从而实现了自动恒温控制。关键词：HT46R47半导体制冷片；恒温控制系统：H桥驱动电路。 随着生活水平的日益提高，各种智能化液体加热制冷家用电器在日常生活中变得越来越普遍。这些产品通常依赖于发热管或PC热敏电阻进行加热，仅具备单一的加热功能。相比之下，利用半导体制冷片可以同时实现加热和制冷双重功能，但传统半导体制冷片的方向控制主要依赖于继电器，而继电器的机械开关特性会导致噪音以及缩短其使用寿命。因此，探索一种高效、静音且安全的半导体制冷片控制方法显得尤为重要。 本系统采用直流半导体制冷片作为核心的加热和制冷元件。具体而言，该技术基于帕尔贴效应的物理原理运作：通过电子空穴在运动过程中直接传递能量来实现能量转换。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，电偶两端能够分别吸收热量并释放热量；因此，将半导体制冷片的一面紧密贴合在要进行加热或制冷的液体表面上，并通过调整半导体制冷片的电压方向来精确控制其加热或制冷的特性。 半导体制冷技术的优势在于其结构简单、体积小巧；此外，它不使用任何制冷剂、无振动、噪音低、寿命长且易于维护；同时启动速度快且具有灵活的控制能力。H桥驱动电路通常用于直流电机的方向控制，本系统巧妙地将H桥驱动电路应用于对半导体制冷片进行精确控制（如图2所示）。当控制信号PC1保持高电平，同时PTC2保持低电平时，左侧臂上的两个8550三极管Q1和Q2会通电；由于上、下两个MOS管分别为P沟道和N沟道MOS管设计而成，因此任何时刻只能有一个MOS管处于导通状态。此时上方的P沟道MOS管Q5会通电；而另臂上的两个三极管Q3和Q4则处于关闭状态，此时下面的N沟道MOS管Q8会通电，从而在半导体制冷片两端形成一个12V电压差，进而使该制冷片开始执行加热（或制冷）操作。反之亦然：当PTCI保持低电平并且PC2保持高电平时, 半导体制冷片的电压方向发生反转, 原本执行加热(或制冷)的一面则开始执行制冷(或加热)操作.