半导体制冷设备及其控制方法技术

本发明专利技术涉及半导体制冷设备及其控制方法，半导体制冷设备具有储物间室、以及用于为储物间室提供冷量的两个半导体制冷片，控制方法包括：当两个半导体制冷片均处于没有发生故障的正常状态时，控制半导体制冷设备以正常模式运行；当仅有一个半导体制冷片发生故障时，控制半导体制冷设备以故障模式运行。在正常模式下，两个半导体制冷片同时以正常制冷模式为储物间室提供冷量；在故障模式下，发生故障的故障半导体制冷片停止运行、另一个未发生故障的正常半导体制冷片以故障制冷模式运行；在故障制冷模式下，正常半导体制冷片的设定供电电压高于其在正常制冷模式下的设定供电电压。本申请硬件成本低、无资源浪费、安全可靠。安全可靠。安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
半导体制冷设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体制冷技术，特别是涉及一种半导体制冷设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]现有的大部分利用半导体制冷片进行制冷的半导体制冷设备不存在任何故障保护设计。少数高端的半导体制冷设备所采取的故障保护设计通常是在原有的制冷控制系统的基础上再备份一整套的制冷控制系统，即共有两套完整的制冷控制系统。在运行正常的情况下，只有一套制冷控制系统起作用，在其中一套制冷控制系统发生故障时，备份的制冷控制系统启动，也是一套制冷控制系统起作用。这种设计存在以下弊端：
[0003](1)因同一时间只有一套制冷控制系统生效，所以该套制冷控制系统需满足较高制冷量的设计要求，也就是需要较大功率的半导体制冷片，但较大功率的半导体制冷片的相对热稳定性较差，且热端温度较高，需要更昂贵的控制系统，且稳定性较差。
[0004](2)因同一时间只有一套制冷控制系统生效，所以不会一直监控另一套制冷控制系统能否正常运行。所以在其中一套制冷控制系统故障发生后，存在另一套制冷控制系统也不生效的风险，失去了故障保护的目的。若要一直监控另一套制冷控制系统能否正常运行，就需要更高的控制成本。
[0005](3)在制冷控制系统未发生故障时，会造成备份制冷控制系统的硬件和软件资源浪费。

技术实现思路

[0006]本专利技术第一方面的一个目的旨在克服现有技术的至少一个缺陷，提供一种硬件成本低、无资源浪费的半导体制冷设备的控制方法。
[0007]本专利技术第一方面的一个进一步的目的是提高故障制冷模式的控制精确性。
[0008]本专利技术第二方面的目的是提供一种半导体制冷设备。
[0009]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种半导体制冷设备的控制方法，所述半导体制冷设备具有用于储存物品的储物间室、以及用于为所述储物间室提供冷量的两个半导体制冷片，所述控制方法包括：
[0010]当两个所述半导体制冷片均处于没有发生故障的正常状态时，控制所述半导体制冷设备以正常模式运行；当仅有一个所述半导体制冷片发生故障时，控制所述半导体制冷设备以故障模式运行；其中
[0011]在所述正常模式下，两个所述半导体制冷片同时以正常制冷模式为所述储物间室提供冷量；在所述故障模式下，发生故障的故障半导体制冷片停止运行、另一个未发生故障的正常半导体制冷片以故障制冷模式运行；在所述故障制冷模式下，所述正常半导体制冷片的设定供电电压高于其在正常制冷模式下的设定供电电压。
[0012]可选地，在所述故障制冷模式下，所述控制方法包括：
[0013]获取所述正常半导体制冷片的目标供电电压，所述目标供电电压为所述半导体制
冷设备以所述正常模式运行时使得所述储物间室达到设定温度所需要的正常半导体制冷片的供电电压；以及
[0014]当所述目标供电电压与预设的故障调节系数的乘积超过预设的最大供电电压时，将所述正常半导体制冷片的设定供电电压设置成所述最大供电电压，否则，将所述正常半导体制冷片的设定供电电压设置成所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积。
[0015]可选地，获取所述正常半导体制冷片的目标供电电压的步骤包括：
[0016]获取所述储物间室的设定温度、以及所述正常半导体制冷片的冷端温度和热端温度；
[0017]计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差；
[0018]确定所述温度差和所述热端温度在二维坐标系中所处的目标网格；
[0019]将所述目标网格对应的供电电压作为所述目标供电电压；其中
[0020]所述二维坐标系是以所述温度差为X轴、以所述热端温度为Y轴建立的，且所述二维坐标系中具有以所述X轴和所述Y轴上的多个区间点为基准而设定的网格，每个所述网格均对应一个相应的供电电压或供电电压的计算公式。
[0021]可选地，所述半导体制冷设备还包括分别用于对两个所述半导体制冷片的热端进行散热的两个热端风机，且
[0022]在所述故障模式下，所述控制方法还包括：
[0023]控制与所述故障半导体制冷片的热端相对应的第一热端风机停止运行，并控制与所述正常半导体制冷片的热端相对应的第二热端风机进入故障运转模式；
[0024]在所述故障运转模式下，当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积大于等于所述最大供电电压时将所述第二热端风机的目标占空比设置成最大故障占空比、当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积小于所述最大供电电压时按照如下公式确定所述第二热端风机的目标占空比：
[0025]Dc＝D
RMax
×
K
i
－D
×
K
d
；其中
[0026]K
i
＝U
d
×
K
a
/U
Max
；D＝(U
Max
－U
d
×
K
a
)/(T
h
－T
c
)；且
[0027]Dc表示所述第二热端风机的目标占空比，D
RMax
为所述最大故障占空比；K
d
为补偿系数，K
a
为所述故障调节系数，T
h
表示所述正常半导体制冷片的热端温度，T
c
表示所述正常半导体制冷片的冷端温度，U
d
表示所述目标供电电压，U
Max
表示所述最大供电电压。
[0028]可选地，所述控制方法还包括：
[0029]获取每个所述热端风机的实际占空比和设定的目标占空比；
[0030]根据每个所述热端风机的实际占空比和目标占空比判断该热端风机是否出现故障；
[0031]若其中一个所述热端风机出现故障，则停止出现故障的所述热端风机以及与出现故障的所述热端风机相对应的所述半导体制冷片的运行，并控制另一个所述热端风机进入所述故障运转模式、控制另一个所述半导体制冷片进入所述故障制冷模式。
[0032]可选地，所述半导体制冷设备还包括用于对两个所述半导体制冷片的冷端进行散热的一个冷端风机，且
[0033]在所述故障模式下，所述控制方法还包括控制所述冷端风机进入故障运转模式；
[0034]在所述故障运转模式下，当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积大于等
于所述最大供电电压时将所述冷端风机的目标占空比设置成最大故障占空比、当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积小于所述最大供电电压时按照如下公式确定所述冷端风机的目标占空比：
[0035]De＝D
RMax
×
K
i
－D
×
K
d
；其中
[0036]K
i
＝U
d
×
K
a
/U
Max
；D＝(U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体制冷设备的控制方法，所述半导体制冷设备具有用于储存物品的储物间室、以及用于为所述储物间室提供冷量的两个半导体制冷片，所述控制方法包括：当两个所述半导体制冷片均处于没有发生故障的正常状态时，控制所述半导体制冷设备以正常模式运行；当仅有一个所述半导体制冷片发生故障时，控制所述半导体制冷设备以故障模式运行；其中在所述正常模式下，两个所述半导体制冷片同时以正常制冷模式为所述储物间室提供冷量；在所述故障模式下，发生故障的故障半导体制冷片停止运行、另一个未发生故障的正常半导体制冷片以故障制冷模式运行；在所述故障制冷模式下，所述正常半导体制冷片的设定供电电压高于其在正常制冷模式下的设定供电电压。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，在所述故障制冷模式下，所述控制方法包括：获取所述正常半导体制冷片的目标供电电压，所述目标供电电压为所述半导体制冷设备以所述正常模式运行时使得所述储物间室达到设定温度所需要的正常半导体制冷片的供电电压；以及当所述目标供电电压与预设的故障调节系数的乘积超过预设的最大供电电压时，将所述正常半导体制冷片的设定供电电压设置成所述最大供电电压，否则，将所述正常半导体制冷片的设定供电电压设置成所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积。3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，获取所述正常半导体制冷片的目标供电电压的步骤包括：获取所述储物间室的设定温度、以及所述正常半导体制冷片的冷端温度和热端温度；计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差；确定所述温度差和所述热端温度在二维坐标系中所处的目标网格；将所述目标网格对应的供电电压作为所述目标供电电压；其中所述二维坐标系是以所述温度差为X轴、以所述热端温度为Y轴建立的，且所述二维坐标系中具有以所述X轴和所述Y轴上的多个区间点为基准而设定的网格，每个所述网格均对应一个相应的供电电压或供电电压的计算公式。4.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述半导体制冷设备还包括分别用于对两个所述半导体制冷片的热端进行散热的两个热端风机，且在所述故障模式下，所述控制方法还包括：控制与所述故障半导体制冷片的热端相对应的第一热端风机停止运行，并控制与所述正常半导体制冷片的热端相对应的第二热端风机进入故障运转模式；在所述故障运转模式下，当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积大于等于所述最大供电电压时将所述第二热端风机的目标占空比设置成最大故障占空比、当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积小于所述最大供电电压时按照如下公式确定所述第二热端风机的目标占空比：Dc＝D
RMax
×
K
i
－D
×
K
d
；其中K
i
＝U
d
×
K
a
/U
Max
；D＝(U
Max
－U
d
×
K
a
)/(T
h
－T
c
)；且Dc表示所述第二热端风机的目标占空比，D
RMax
为所述最大故障占空比；K
d
为补偿系数，K
a
为所述故障调节系数，T
h
表示所述正常半导体制冷片的热端温度，T
c
表示所述正常半导体制冷片的冷端温度，U
d
表示所述目标供电电压，U
Max
表示所述最大供电电压。
5.根据权利要求4所述的控制方法，还包括：获取每个所述热端风机的实际占空比和设定的目标占空比；根据每个所述热端风机的实际占空比和目标占空比判断该热端风机是否出现故障；若其中一个所述热端风机出现故障，则停止出现故障的所述热端风机以及与出现故障的所述热端风机相对应的所述半导体制冷片的运行，并控制另一个所述热端风机进入所述故障运转模式、控制另一个所述半导体制冷片进入所述故障制冷模式。6.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述半导体制冷设备还包括用于对两个所述半导体制冷片的冷端进行散热的一个冷端风机，且在所述故障模式下，所述控制方法还包括控制所述冷端风机进入故障运转模式；在所述故障运转模式下，当所述目标供电电压与所述故障调节系数的乘积大于等于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：房亮，王小乾，张文婷，鲍乐祥，
申请(专利权)人：青岛海尔电冰箱有限公司海尔智家股份有限公司，
类型：发明
国别省市：