温度控制系统和光学控制台技术方案

本发明专利技术提供一种温度控制系统和包含其的光学控制台，该温度控制系统包括有一个制冷单元、一个温度控制器和一个开关电源，该温度控制器能够控制该开关电源驱动该制冷单元制冷或制热，该制冷单元包括有一个铜散热支撑板、第一制冷片、第一隔热垫、环形隔热片、一个控温铜块、第二制冷片、第二隔热垫、散热块。通过使用两片制冷片和铜散热支撑板协同缓冲控温，克服了常规高蓄热，难制冷的技术难题，可以大幅提高变温速率，进而节约测试时间，不仅使用方便，而且低温制冷效果较佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体控温领域，特别涉及一种温度控制系统和包含其的光学控制台。
技术介绍
在科研院所和高校的实验测试阶段，经常需要控制半导体器件（如激光器和太阳能电池）的温度，以便测试其在恒温或变温条件下的光电特性，进而有针对性地研发改进。由于研发改进阶段，为了获得较佳地器件性能，通常需要细致地变换组合材料的组分、温度、湿度以及压力参数。变换组合各参数的结果是种类繁多的待测样品，况且现有的温度控制系统变温缓慢（测试周期较长），最终导致测试工作极其繁重。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术的温度控制系统变温速度缓慢的缺陷，提供一种温度控制系统和包含其的光学控制台，该温度控制系统不仅变温迅速，而且具有控温稳定性较高的优点。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种温度控制系统，其特点在于，该温度控制系统包括有一个制冷单元、一个温度控制器和一个开关电源，该温度控制器能够控制该开关电源驱动该制冷单元制冷或制热，该制冷单元包括有一个铜散热支撑板、第一制冷片、第一隔热垫、环形隔热片、一个控温铜块、第二制冷片、第二隔热垫、散热块，该第一制冷片的制热面和制冷面依次分别与该铜散热支撑板和该控温铜块导热接触，该第一制冷片设置于该第一隔热垫的通槽内，该第一隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该控温铜块之间，该环形隔热片覆盖于该控温铜块的侧表面，该第二制冷片的制冷面和制热面依次分别与该铜散热支撑板和该散热块导热接触，该第二制冷片设置于该第二隔热垫的通槽内，该第二隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该散热块之间。较佳地，该制冷单元还包括一个用于为该散热块降温的散热风扇，该散热风扇的下表面与该散热块固定连接，该散热风扇的上表面具有一个可拆卸的网状隔离罩，该散热风扇能够通过该散热块的翅片间隙吸入冷空气并通过该网状隔离罩排出热空气。在超净间实验室内，能经测试显示，不仅可以在3min（分钟）内将25℃的水变成﹣2.5℃的冰，还可以在2.5min（分钟）内将水从25℃升温至70℃。较佳地，该温度控制系统包括有一个用于为该控温铜块制冷的水泵，该控温铜块具有一个进水口和一个出水口，该进水口和该出水口均可拆卸地连接有具有环形密封圈的管接头，该水泵通过硅胶管与该些管接头相互连通。较佳地，该控温铜块的体内阵列有多个相互连通的横向流道和纵向流道，该些横向流道的端口和该些纵向流道的端口均通过螺栓密封，该些管接头为与该些螺栓的螺纹规格参数相同的外螺纹管接头。横向流道和纵向流道可以使用机床钻孔工艺加工，也可以使用铸造工艺整体制作。螺纹规格参数相同是指牙型、螺距和导程相同，以便于该些管接头和该些螺栓进行位置交换或取代替换。较佳地，该温度控制系统还包括有一个位移调节台，该铜散热支撑板通过螺栓固定于该位移调节台。较佳地，该温度控制系统还包括有一个具有六脚三档功能的船型开关，该温度控制器具有制热输入端、制热输出端、制冷输入端和制冷输出端，该船型开关的O档正极和负极分别与该开关电源的正极和负极电连接，该制热输入端与该船型开关的一档正极电连接，该制冷输出端和第一制冷片的正极均与该船型开关的一档负极电连接，该制冷输入端、第二制冷片的正极、该散热风扇的正极、该水泵的正极均与该船型开关的二档正极电连接，该制热输出端、第一制冷片的负极、第二制冷片的负极、该散热风扇的负极、该水泵的负极均与该船型开关的二档负极电连接。较佳地，该开关电源的电路元件和该温度控制器的电路元件集成于同一PCB板，该开关电源包括依次电连接的一个变压单元、一个整流单元、一个滤波单元和一个稳压单元；该温度控制器包括一个无线收发单元、一个温度采集单元、一个信号处理单元和一个具有使能控制和方向逻辑的H桥电路，该H桥电路具有一个使能端、一个左通控制端和一个右通控制端；该无线收发单元、该温度采集单元、该使能端、该左通控制端和该右通控制端均与该信号处理单元电连接，该稳压单元用于为该H桥电路供电。一种光学控制台，其特点在于，该光学控制台包含有如上所述的温度控制系统，该光学控制台还包括一与该控温铜块导热连接的温控转角器件，该温控转角器件包括相互导热接触的一个导热块和一个外延片，该外延片包括依次相互连接的一衬底层、一牺牲层、一应力双层和一成形层，该应力双层包括一第一晶格层和一第二晶格层，该第一晶格层、该第二晶格层和该牺牲层依次相互连接，该外延片刻蚀形成相互连接的一个导光部和一个铰链部，该铰链部由该应力双层刻蚀而成，该导光部在该铰链部的应力形变作用下与该外延片的表面形成一夹角，该温度控制系统能够改变第一晶格层和第二晶格层的晶格失配度。除了采用上述半导体结构的温控转角器件，还可以采用热膨胀系数不同的两种金属片相互面接触制作铰链部，进而形成简单易用的金属温控转角器件。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：通过使用两片制冷片和铜散热支撑板协同缓冲控温，克服了常规高蓄热，难制冷的技术难题，可以大幅提高变温速率，进而节约测试时间，不仅使用方便，而且低温制冷效果较佳。附图说明图1为本专利技术实施例1的温度控制系统的制冷单元的结构示意图；图2为图1的制冷单元的爆炸图；图3为本专利技术实施例1的温度控制系统的电路连接示意图；图4为本专利技术实施例1的光学控制台的结构示意图；图5为图4的光学控制台的温控转角器件的结构示意图；图6为本专利技术实施例2的温度控制系统的开关电源和温度控制器的电路示意图。附图标记说明：实施例1的温度控制系统和光学控制台：制冷单元：10铜散热支撑板：11第一制冷片：12第一隔热垫：13环形隔热片：14控温铜块：15第二制冷片：16第二隔热垫：17散热块：18散热风扇：19温度控制器：20制热输入端：21制热输出端：22制冷输入端：23制冷输出端：24开关电源：30船型开关：40一档：41二档：42导热块：50外延片：60导光部：61铰链部：62水泵：100螺栓：101进水口：110出水口：111环形密封圈：113管接头：114螺栓：115网状隔离罩：190丝杆：191热电偶：210O档：400实施例2的温度控制系统：第一与门：A1第二与门：A2第三与门：A3第四与门：A4滤波单元：C1第二滤波单元：C2整流单元：D1~D4第一接线端子：E1第二接线端子：E2第三接线端子：E3第四接线端子：E4保险丝：F1第一非门：O1第二非门：O2插头：P1按键开关：S1第一三极管：Q1第二三极管：Q2第三三极管：Q3第四三极管：Q4第一电阻：R1变压单元：T1温度采集单元：U1无线收发单元：W1稳压单元：IC1信号处理单元：IC2第一发光二极管：LED1左通控制端：DIR-L右通控制端：DIR-R使能端：ENABLE具体实施方式下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术。实施例1本实施例的温度控制系统的结构如下：请结合图1-3予以理解，本实施例的温度控制系统包括有一个制冷单元10、一个温度控制器20和一个开关电源30，该温度控制器20能够控制该开关电源30驱动该制冷单元10制冷或制热，该制冷单元10包括有一个铜散热支撑板11、第一制冷片12、第一隔热垫13、环形隔热片14、一个控温铜块15、第二制冷片16、第二隔热垫17、散热块18，该第一制冷片12的制热面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度控制系统，其特征在于，该温度控制系统包括有一个制冷单元、一个温度控制器和一个开关电源，该温度控制器能够控制该开关电源驱动该制冷单元制冷或制热，该制冷单元包括有一个铜散热支撑板、第一制冷片、第一隔热垫、环形隔热片、一个控温铜块、第二制冷片、第二隔热垫、散热块，该第一制冷片的制热面和制冷面依次分别与该铜散热支撑板和该控温铜块导热接触，该第一制冷片设置于该第一隔热垫的通槽内，该第一隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该控温铜块之间，该环形隔热片覆盖于该控温铜块的侧表面，该第二制冷片的制冷面和制热面依次分别与该铜散热支撑板和该散热块导热接触，该第二制冷片设置于该第二隔热垫的通槽内，该第二隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该散热块之间。

【技术特征摘要】
1.一种温度控制系统，其特征在于，该温度控制系统包括有一个制冷单元、一个温度控制器和一个开关电源，该温度控制器能够控制该开关电源驱动该制冷单元制冷或制热，该制冷单元包括有一个铜散热支撑板、第一制冷片、第一隔热垫、环形隔热片、一个控温铜块、第二制冷片、第二隔热垫、散热块，该第一制冷片的制热面和制冷面依次分别与该铜散热支撑板和该控温铜块导热接触，该第一制冷片设置于该第一隔热垫的通槽内，该第一隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该控温铜块之间，该环形隔热片覆盖于该控温铜块的侧表面，该第二制冷片的制冷面和制热面依次分别与该铜散热支撑板和该散热块导热接触，该第二制冷片设置于该第二隔热垫的通槽内，该第二隔热垫嵌置于该铜散热支撑板和该散热块之间。2.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，该制冷单元还包括一个用于为该散热块降温的散热风扇，该散热风扇的下表面与该散热块固定连接，该散热风扇的上表面具有一个可拆卸的网状隔离罩，该散热风扇能够通过该散热块的翅片间隙吸入冷空气并通过该网状隔离罩排出热空气。3.如权利要求1-2中任意一项所述的温度控制系统，其特征在于，该温度控制系统包括有一个用于为该控温铜块制冷的水泵，该控温铜块具有一个进水口和一个出水口，该进水口和该出水口均可拆卸地连接有具有环形密封圈的管接头，该水泵通过硅胶管与该些管接头相互连通。4.如权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，该控温铜块的体内阵列有多个相互连通的横向流道和纵向流道，该些横向流道的端口和该些纵向流道的端口均通过螺栓密封，该些管接头为与该些螺栓的螺纹规格参数相同的外螺纹管接头。5.如权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，该温度控制系统还包括有一个位移调节台，该铜散热支撑板通过螺栓固定于该位移调节台。6.如权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，该温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马传贺，陈晔，安雪娥，王宇，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31