本文介绍了LED散热研究中的固态制冷技术:以独特的AT89C51芯片为控制核心,采用PWM调制技术控制电压和电流。入固态制冷芯片,然后实现固态制冷功率的控制。种方法的可行性。态制冷; PWM调制;散热控制编号CLC:TP368.1文献标识码:A文章编号:1007-9599(2011)06-0000-02固态制冷技术在方伟LED散热中的应用(华南理工大学电力学院),广州510640)摘要:本文介绍半导体制冷技术对LED冷却的研究,以AT89C51单片机为控制中心,利用PWM调制技术对输入电压的冷却部分和输入电流进行控制,从而允许控制MCU的制冷功率,通过实验结果,说明该方法的可行性。键词:固态制冷,PWM调制,热控制由于LED技术的快速发展,LED已进入市场普通照明。而,LED照明系统的发展很大程度上受到热问题的影响。于大功率LED,散热已成为限制其发展的瓶颈。其他制冷系统相比,冷半导体不具有旋转机械部件,无制冷剂,无污染,可靠性高,使用寿命长,易于控制。
率可以非常小,随着半导体材料技术的进步,以及高热电转换材料的发现,使用固态制冷技术来解决照明系统的散热问题LED,将具有非常实用的意义。态制冷原理固态制冷,也称为电子制冷或热电制冷,是20世纪50年代发展起来的一门学科,处于制冷技术和半制冷技术的最前沿。-conducteurs。缩制冷和吸收制冷被称为世界上三个主要的制冷系统。式。导体制冷器的基本装置是一对热电偶,即,N型半导体和P型半导体连接到热电偶。施加DC电流之后,在界面处发生温差和热传递。对半导体热电偶对在电路上串联连接,并且热传递是平行的,从而形成共同的制冷热电堆。传导通过各种传热装置如热交换器,半导体制冷原理进行。体系统设计方案本文档设计的LED散热器控制系统包括温度控制模块[2],显示模块,冷库安装温度采集模块,温度控制模块电平转换模块和电源调整模块。
AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低压,高性能处理器,为集成控制系统提供灵活,经济的解决方案。AT89C51的主要功能是接收键盘温度设定输入,接收温度传感器的实时温度输入,产生占空比为0的PWM调制波。占空比为50%,占空比为55.6%。盘电路系统使用4 * 3键盘[4],其中包含0到9个数字键,一个“温度上限”键和一个“低温限制”键。盘电路的功能是输入设定的初始散热器温度值并启动高散热温度值。度采集电路该系统使用DALLAS生产的DS18B20数字温度传感器。DS18B20使用信号线(1线)与微控制器的温度测量芯片进行通信。度采集电路的目的是收集LED芯片的温度并将其转换为AT89C51微控制器的数字输入。平移位器电平转换电路的中央装置是一个光电耦合器,因为它不仅可以执行转换电平,而且还有效地隔离开关电路,这是为保障有利的控制电路前端芯片和系统改进。靠性当输入为高时,晶体管T1处于导通状态时,发射光耦合器的二极管的光不被导通时,晶体管T2和T3截止时,输出端子处的电压为 15V当输入为低时,晶体管T1处于截止状态。电耦合器的发光二极管发光,晶体管T2和T3发送状态,输出端的电压为零。方波是输入电平时,输出端也是方波,两者的频率大致相同,但幅度不同。出端的输出方波幅度由外部电源决定。率控制电路的功率控制电路是Cuk电路[3]。据电路CUK的输出电压与电源电压的关系,可以得到PWM波的占空比与半导体冷却芯片TEC的输入电压之间的关系: D是PWM波。空比是半导体冷却芯片TEC的工作电压,E是电源的电压(在该电路中E = 12V)。述公式表明,控制PWM波的占空比使得可以控制TEC半导体散热片的电压和工作电流。真结果当AT89C51的PWM波输出占空比为50%时,半导体制冷芯片的工作电压和工作电流如图所示。时,固态制冷芯片的工作功率约为48W。论随着电源技术的不断发展,大功率LED越来越受欢迎,但大功率LED照明系统的散热问题严重阻碍了其发展,因此散热问题大功率LED照明系统也受到越来越多的关注。自不同学科的研究人员也投入研究,特别是寻找具有更好导热性的材料并提高其电光转换效率。于这种情况,该文献选择廉价且相对有效的部件,并根据LED芯片的工作温度执行不同的能量冷却,这节省了能量资源。
传统的散热方案相比,该方案具有可控性好,散热效果好的特点,对解决大功率LED照明系统的散热问题具有十分重要的现实意义。
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