基于半導體制冷技術的太陽能LED照明系統散熱方案設計

2.半導體制冷系統的設計

2.1半導體制冷系統構成

在半導體制冷系統中，制冷片采用TEC1-12703型溫差電制冷組件，根據照明系統的特點，選用具有可視性、堅韌性、耐高溫等特性的有機玻璃作為制冷器壁。為了更好地解決太陽能LED照明系統的散熱問題，利用控制器來有效的控制半導體制冷系統。

2.2半導體制冷控制器的組成與控制原理

依據半導體制冷理論，在TEC（半導體制冷系統）兩端施加一個直流電壓就會產生一個直流電流，這會使TEC一端發熱另一端制冷。我們稱發熱的一端為“熱端”，制冷的一端為“冷端”，把TEC兩端的電壓極性對調，電流將反向流動，“熱端”與“冷端”也將互換。TEC作為半導體制冷應用中的冷熱源，其操作具有可逆性，既可以用來制冷，又可以用于制熱。針對解決太陽能LED照明系統散熱問題的實際情況，我們選擇高集成度的高性能單片機ADUC824作為控制核心，通過軟件編程完成對半導體制冷器的控制。 ADUC824是AD公司推出的8051內核的高性能單片機，內部集成了兩路（21位＋16位）A/D、12位D/A、FLASH、WDT、μP監控、溫度傳感器、SPI和I2C總線接口等豐富資源集成于一體，ADUC824體積小、功率低、具備在線編程調試功能，無須開發裝置。采用ADUC824作為半導體制冷控制器的核心，提高了設計的可靠性，同時大大簡化了電路的設計。半導體制冷的功率驅動采用H型（全橋式）電路，可以在單電源供電的條件下完成對負載的雙向電流驅動，完成TEC制冷的操作，從而實現對目標的控制。基于ADUC824的半導體制冷控制原理框圖如圖2所示[1]。

圖2 半導體制冷控制原理框圖