JPH11289111A - 電子冷却温度制御用電源装置 - Google Patents
電子冷却温度制御用電源装置Info
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- JPH11289111A JPH11289111A JP10126597A JP12659798A JPH11289111A JP H11289111 A JPH11289111 A JP H11289111A JP 10126597 A JP10126597 A JP 10126597A JP 12659798 A JP12659798 A JP 12659798A JP H11289111 A JPH11289111 A JP H11289111A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract description 4
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/021—Control thereof
- F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage
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- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ペルチェ素子を応用した電子冷却装置の温度
制御において、ペルチェ素子の入力電源の『入』、
『切』制御では、ペルチェ素子の冷却面および発熱面の
温度を急激に変化させ、ペルチェ素子の熱収縮による性
能劣化が問題になっている。 【解決手段】 ペルチェ素子の入力電圧を冷却対象物の
温度により、温度に比例した電圧に制御することにより
常にペルチェ素子に冷却対象物に適した入力電圧を供給
し、ペルチェ素子の、冷却面および発熱面の時間に対す
る温度変化率を減少させ、ペルチェ素子の熱収縮による
性能劣化を低減することができる。
制御において、ペルチェ素子の入力電源の『入』、
『切』制御では、ペルチェ素子の冷却面および発熱面の
温度を急激に変化させ、ペルチェ素子の熱収縮による性
能劣化が問題になっている。 【解決手段】 ペルチェ素子の入力電圧を冷却対象物の
温度により、温度に比例した電圧に制御することにより
常にペルチェ素子に冷却対象物に適した入力電圧を供給
し、ペルチェ素子の、冷却面および発熱面の時間に対す
る温度変化率を減少させ、ペルチェ素子の熱収縮による
性能劣化を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧を加える
と、片側に冷却部、反対側に発熱部を生じるペルチェ素
子を応用した電子冷却装置において温度制御をペルチェ
素子の入力電圧の制御によって行う電圧印加方法に関す
るものである。
と、片側に冷却部、反対側に発熱部を生じるペルチェ素
子を応用した電子冷却装置において温度制御をペルチェ
素子の入力電圧の制御によって行う電圧印加方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の制御例を図２に示す。図２は、ペ
ルチェ素子４にパルス状の電圧を入力し冷却対象物が高
温時は、図３のように、および低温時は、図４のように
入力することによって、ペルチェ素子４のパルス状入力
電圧の高い部分と低い部分の時間の比率を変化させ、ペ
ルチェ素子４の消費電力を制御し温度制御を行ってい
る。（１９９６年・ＣＱ出版社・トランジスタ技術・ペ
ルチェ素子を使った水温コントローラ）
ルチェ素子４にパルス状の電圧を入力し冷却対象物が高
温時は、図３のように、および低温時は、図４のように
入力することによって、ペルチェ素子４のパルス状入力
電圧の高い部分と低い部分の時間の比率を変化させ、ペ
ルチェ素子４の消費電力を制御し温度制御を行ってい
る。（１９９６年・ＣＱ出版社・トランジスタ技術・ペ
ルチェ素子を使った水温コントローラ）
【０００３】また、図５に示すように差動増幅器１０、
１１、１２のように差動増幅器を複数用いて温度検出素
子１の出力電圧と差動増幅器１０、１１、１２に入力さ
れる基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を比較し差動増幅器１
０、１１、１２、の出力をスイッチング電源の出力電圧
制御回路に入力することによりペルチェ素子４の入力電
圧を図６に示すように段階制御としているのが現状であ
る。
１１、１２のように差動増幅器を複数用いて温度検出素
子１の出力電圧と差動増幅器１０、１１、１２に入力さ
れる基準電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を比較し差動増幅器１
０、１１、１２、の出力をスイッチング電源の出力電圧
制御回路に入力することによりペルチェ素子４の入力電
圧を図６に示すように段階制御としているのが現状であ
る。
【０００４】また、ペルチェ素子４を使用した温度制御
の手段として特公平８−１２５６８号公報には、ペルチ
ェ素子の発熱部と冷却部にそれぞれ温度検出用素子を取
り付け、この検出値に基づいて温度制御を行う手段が、
提案されている。
の手段として特公平８−１２５６８号公報には、ペルチ
ェ素子の発熱部と冷却部にそれぞれ温度検出用素子を取
り付け、この検出値に基づいて温度制御を行う手段が、
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
おいては、スイッチング素子２の追加によるコストアッ
プおよびスイッチング動作時の損失による発熱、および
効率の低下が問題となる。
おいては、スイッチング素子２の追加によるコストアッ
プおよびスイッチング動作時の損失による発熱、および
効率の低下が問題となる。
【０００６】図５においては、ペルチェ素子４の入力電
圧を図６に示すように階段状に制御するため、温度変化
による電圧切り替え回数が多くなると電圧変動が大きく
なることから、ペルチェ素子４の温度変化を増大させ、
ペルチェ素子４の熱収縮による性能劣化を加速させる可
能性がある。
圧を図６に示すように階段状に制御するため、温度変化
による電圧切り替え回数が多くなると電圧変動が大きく
なることから、ペルチェ素子４の温度変化を増大させ、
ペルチェ素子４の熱収縮による性能劣化を加速させる可
能性がある。
【０００７】本出願は、上記実情に鑑み、スイッチング
電源の出力電圧を冷却対象物の温度に比例した電圧に変
化させることによりペルチェ素子への入力電圧を変化さ
せ、高効率運転を行うと共に、ペルチェ素子の電源投入
時と遮断時、および冷却対象物の急激な温度変化時のペ
ルチェ素子への入力電圧の変化量を遅延させることによ
りペルチェ素子の急激な温度変化を少なくし、熱ストレ
スを減少することにより性能劣化を低減する電子冷却ユ
ニットの電源装置の提供を目的とする。
電源の出力電圧を冷却対象物の温度に比例した電圧に変
化させることによりペルチェ素子への入力電圧を変化さ
せ、高効率運転を行うと共に、ペルチェ素子の電源投入
時と遮断時、および冷却対象物の急激な温度変化時のペ
ルチェ素子への入力電圧の変化量を遅延させることによ
りペルチェ素子の急激な温度変化を少なくし、熱ストレ
スを減少することにより性能劣化を低減する電子冷却ユ
ニットの電源装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】半導体間に直流電圧を加
えると、片側に冷却部、反対側に発熱部を生じるペルチ
ェ素子にスイッチング電源を接続し熱的に結合された冷
却対象部と、冷却対象物に熱的に結合された温度検出用
素子の出力を差動増幅器の第１入力端子に入力する回路
と、電源装置の出力電圧を差動増幅器の第２入力端子に
入力する回路と、差動増幅器の出力をスイッチング電源
にフィードバックする機能を具備する電源装置。
えると、片側に冷却部、反対側に発熱部を生じるペルチ
ェ素子にスイッチング電源を接続し熱的に結合された冷
却対象部と、冷却対象物に熱的に結合された温度検出用
素子の出力を差動増幅器の第１入力端子に入力する回路
と、電源装置の出力電圧を差動増幅器の第２入力端子に
入力する回路と、差動増幅器の出力をスイッチング電源
にフィードバックする機能を具備する電源装置。
【０００９】ペルチェ素子の運転開始時および冷却対象
物の急激な温度変化時のペルチェ素子への入力電圧変化
量を遅延させることによりペルチェ素子の急激な温度変
化を少なくし、熱ストレスを減少することにより性能劣
化を低減する機能を具備する電源装置。
物の急激な温度変化時のペルチェ素子への入力電圧変化
量を遅延させることによりペルチェ素子の急激な温度変
化を少なくし、熱ストレスを減少することにより性能劣
化を低減する機能を具備する電源装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
ずき図面を参照して説明する、尚本発明は下記実施例に
のみ限定されるべきものでないことは、云うまでもな
い。
ずき図面を参照して説明する、尚本発明は下記実施例に
のみ限定されるべきものでないことは、云うまでもな
い。
【００１１】図１は、本発明の１実施例を示す電子冷却
装置の構成を示したブロック図である。温度検出用素子
１は、図７に示すように温度が低ければ抵抗値は大き
く、温度が高ければ抵抗値は小さくなる特性を有し抵抗
Ｒ１０と接続することにより接続点（Ａ）の電圧値は図
８に示すように低温時の電圧は低く、高温時の電圧は高
くなり差動増幅器３の第１入力端子に入力される。
装置の構成を示したブロック図である。温度検出用素子
１は、図７に示すように温度が低ければ抵抗値は大き
く、温度が高ければ抵抗値は小さくなる特性を有し抵抗
Ｒ１０と接続することにより接続点（Ａ）の電圧値は図
８に示すように低温時の電圧は低く、高温時の電圧は高
くなり差動増幅器３の第１入力端子に入力される。
【００１２】差動増幅器３の第２入力端子には、スイッ
チング電源７の電圧変換回路８の出力が入力され差動増
幅器３の第１入力端子の電圧と比較し、第１入力端子の
電圧が高い時は、差動増幅器３の出力電圧を『Ｈｉｇ
ｈ』レベルに、第１入力端子の電圧が低い時は、差動増
幅器３の出力電圧は、『Ｌｏｗ』レベルになる。
チング電源７の電圧変換回路８の出力が入力され差動増
幅器３の第１入力端子の電圧と比較し、第１入力端子の
電圧が高い時は、差動増幅器３の出力電圧を『Ｈｉｇ
ｈ』レベルに、第１入力端子の電圧が低い時は、差動増
幅器３の出力電圧は、『Ｌｏｗ』レベルになる。
【００１３】差動増幅器３の出力電圧をスイッチング電
源７の出力電圧制御回路９に入力することにより『Ｈｉ
ｇｈ』レベルの時は、電圧変換回路８の出力電圧（Ｂ）
を高く『Ｌｏｗ』レベルの時は、電圧変換回路８の出力
電圧を低くするよう制御を行う。
源７の出力電圧制御回路９に入力することにより『Ｈｉ
ｇｈ』レベルの時は、電圧変換回路８の出力電圧（Ｂ）
を高く『Ｌｏｗ』レベルの時は、電圧変換回路８の出力
電圧を低くするよう制御を行う。
【００１４】よって図９に示す様な出力電圧特性を可能
とし冷却対象物の温度に比例したペルチェ素子の電圧印
加を可能とする。
とし冷却対象物の温度に比例したペルチェ素子の電圧印
加を可能とする。
【００１５】図１に示す遅延回路１６は、コンデンサ等
による充放電回路により構成可能である。図１０に示す
様に（Ａ）部の電圧は遅延回路１６の充放電特性により
電源投入時の電圧の立ち上がり時間であるＴ１と急激な
冷却対象物の温度変化時の電圧の変化時間Ｔ２、Ｔ３の
ように冷却対象物の温度検出値から遅延された信号が、
差動増幅器３の第１入力端子に入力されペルチェ素子４
の入力電圧（Ｂ）の変化量を緩やかにすることを可能と
する。
による充放電回路により構成可能である。図１０に示す
様に（Ａ）部の電圧は遅延回路１６の充放電特性により
電源投入時の電圧の立ち上がり時間であるＴ１と急激な
冷却対象物の温度変化時の電圧の変化時間Ｔ２、Ｔ３の
ように冷却対象物の温度検出値から遅延された信号が、
差動増幅器３の第１入力端子に入力されペルチェ素子４
の入力電圧（Ｂ）の変化量を緩やかにすることを可能と
する。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した本発明に係るによれば、次
の如き効果を奏することができる。
の如き効果を奏することができる。
【００１７】ペルチェ素子の入力電圧を冷却対象物の温
度に比例した電圧に可変させることにより冷却対象部の
温度を一定に保つことができる。
度に比例した電圧に可変させることにより冷却対象部の
温度を一定に保つことができる。
【００１８】ペルチェ素子の入力電圧を冷却対象物の温
度に比例した電圧で制御することにより冷却対象物の温
度変化によるペルチェ素子の冷却面の温度変化を緩やか
にして、ペルチェ素子の急激な熱収縮を押さえて性能劣
化を低減することができる。
度に比例した電圧で制御することにより冷却対象物の温
度変化によるペルチェ素子の冷却面の温度変化を緩やか
にして、ペルチェ素子の急激な熱収縮を押さえて性能劣
化を低減することができる。
【００１９】ペルチェ素子の入力電圧を冷却対象物の温
度に比例した電圧で制御することにより常にペルチェ素
子に適した入力電圧が供給され、高効率な制御をするこ
とができる。
度に比例した電圧で制御することにより常にペルチェ素
子に適した入力電圧が供給され、高効率な制御をするこ
とができる。
【００２０】冷却対象物の急激な温度変化に対しペルチ
ェ素子の入力電圧の変化量を遅延させることによりペル
チェ素子の急激な温度変化を減少させ、ペルチェ素子の
熱収縮による性能劣化を低減することができる。
ェ素子の入力電圧の変化量を遅延させることによりペル
チェ素子の急激な温度変化を減少させ、ペルチェ素子の
熱収縮による性能劣化を低減することができる。
【図１】本発明に係るブロック図である。
【図２】従来の電子冷却装置の温度制御手段を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】図２の冷却対象物が高温時のペルチェ素子入力
電圧の波形である。
電圧の波形である。
【図４】図２の冷却対象物が低温時のペルチェ素子入力
電圧の波形である。
電圧の波形である。
【図５】従来の電子冷却装置の温度制御手段を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】図５の冷却対象物の温度とペルチェ素子の入力
電圧の特性である。
電圧の特性である。
【図７】図１に示す温度検出用素子の温度と抵抗値の特
性である。
性である。
【図８】図１に示す温度検出用素子と抵抗１０の回路に
よる温度と出力電圧（Ａ）の特性である。
よる温度と出力電圧（Ａ）の特性である。
【図９】図１に示す温度検出用素子の温度とペルチェ素
子の入力電圧（Ｂ）の特性である。
子の入力電圧（Ｂ）の特性である。
【図１０】図１に示す温度検出用素子の温度とペルチェ
素子の入力電圧（Ｂ）の遅延時間の特性である。
素子の入力電圧（Ｂ）の遅延時間の特性である。
１ 温度検出用素子 ２ スイッチング素子 ３ 差動増幅器 ４ ペルチェ素子 ５ アンプ ６ マイコン ７ スイッチング電源 ８ 電圧変換回路 ９ 出力電圧制御回路 １０〜１２ 差動増幅器 １６ 遅延回路 Ｒ１０ 抵抗 Ｖ１〜Ｖ３ 基準電圧
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 電子冷却温度制御用電源装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 芳樹 栃木県下小山市大字出井1944−319
Claims (3)
- 【請求項１】直流電圧を加えると、片側に冷却部、反対
側に発熱部を生じるペルチェ素子のスイッチング電源に
おいて、冷却対象物に熱的に結合された温度検出用素子
の出力を差動増幅器の第１入力端子に入力する回路と、
スイッチング電源の出力電圧を差動増幅器の第２入力端
子に入力する回路と、差動増幅器の出力をスイッチング
電源にフィードバックのする機能を具備する電源装置。 - 【請求項２】ペルチェ素子に供給する電圧を冷却対象物
の温度に比例した電圧に可変させることにより温度制御
機能を具備する電源装置。 - 【請求項３】電源投入時と遮断時、および冷却対象物の
急激な温度変化に対しペルチェ素子の入力電圧の変化量
を遅延させる機能を具備する電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126597A JPH11289111A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 電子冷却温度制御用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126597A JPH11289111A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 電子冷却温度制御用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289111A true JPH11289111A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14939135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10126597A Pending JPH11289111A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 電子冷却温度制御用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11289111A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373546B1 (ko) * | 2000-05-30 | 2003-02-25 | 주식회사 다산 씨.앤드.아이 | 전자냉각블럭의 열전도 통제장치 및 방법 |
| JP2005331230A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-12-02 | Ricoh Co Ltd | 冷却装置、冷却方法、プログラム、記録媒体、及び電子装置 |
| WO2006067838A1 (ja) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Advantest Corporation | ペルチェ素子駆動方法および回路、ペルチェモジュールの取付構造ならびに電子部品ハンドリング装置 |
| JP2007085709A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Orion Mach Co Ltd | 液体温調装置の制御方法 |
-
1998
- 1998-04-01 JP JP10126597A patent/JPH11289111A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373546B1 (ko) * | 2000-05-30 | 2003-02-25 | 주식회사 다산 씨.앤드.아이 | 전자냉각블럭의 열전도 통제장치 및 방법 |
| JP2005331230A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-12-02 | Ricoh Co Ltd | 冷却装置、冷却方法、プログラム、記録媒体、及び電子装置 |
| US7712318B2 (en) | 2004-04-21 | 2010-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Cooling apparatus, cooling method, program, computer readable information recording medium and electronic apparatus |
| WO2006067838A1 (ja) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Advantest Corporation | ペルチェ素子駆動方法および回路、ペルチェモジュールの取付構造ならびに電子部品ハンドリング装置 |
| US7642795B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-01-05 | Advantest Corporation | Drive method and drive circuit of peltier element, attaching structure of peltier module and electronic device handling apparatus |
| JP2007085709A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Orion Mach Co Ltd | 液体温調装置の制御方法 |
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