资源描述：
《毕业设计报告（论文）--半导体制冷技术温控系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、保定职业技术学院毕业设计报告（论文）系机电工程系专业应用电子技术班级电子0805姓名贾欣欣学号20081239题目半导体制冷技术温控系统设计指导教师安卫超完成时间2010-12-302010年12月30日内容摘要该系统是基于半导体制冷基础上，对温度控制系统的设计。以单片机PIC16C73为控制核心，由温度数据采集模块，半导体制冷模块，电源模块，显示模块，晶振电路，复位电路构成。索引关键词:半导体制冷、温度控制、数据采集；目录半导体制冷技术温控系统的设计第一章绪论1.1 引言半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应
2、，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法半导体制冷是以温差电现象为基础的制冷方法即珀尔帖效应的原理达到制冷目的。在工业生产过程中，温度控制是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。新型半导体制冷温控系统更高效，更准确的解决了温度控制的难题。1.2半导体制冷技术温控系统的研究现状及发展趋势温差电现象早在19世纪初期帕尔帖就发现铋—锑组成的热电偶，帕尔帖效应很显著。塞贝克也收集了少量的半导体材料，都因温差电动势，数值小，无实用价值。因此，帕尔帖效应发现后的一百多年里，这个效应一直无法到应
3、用。 直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年前发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的致冷效果。这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差致冷中半导体材料的一种主要成份。约飞的理论得到实践应用后，有众多的学者进行研究到六十年代半导体致冷材料的优值系数，达到相当水平，才得到大规模的应用，也就是我们现在的半导体致冷器件。它是建立在帕尔帖效应的原理基础上我国半导体致冷技术始于50年代末、60年代初。60年代中期，半导体材料的性能达到了国际水平，60年代末至80年代初是我国半导体致冷器技术发展的一个台阶。中国投入了大量的
4、人力与物力，获得了半导体致冷器。1.3研究的意义研究意义：在“帕尔贴效应”的原理基础上，对半导体制冷温控系统的研究，实现高效率，高精度制冷。半导体致冷系统普遍应用于军事，医疗，实验室装置，各种高低温实验仪器，专用装置等诸多领域。11第二章半导体制冷技术介绍2.1半导体制冷原理简介半导体制冷是以温差电现象为基础的制冷方法,它是利用“塞贝克”效应的逆反应——珀尔帖效应的原理达到制冷目的。半导体制冷器的基本元件是热电偶对,即把一只N型半导体和一只P型半导体连接成热电偶如图2-1：图2-1通上直流电源后,在接口处就会产生温差和热量的转移。在电路上串联起若干对半导体热电偶对,而在传热方
5、面是并联的,这样就构成了一个常见的制冷热电堆。借助热交换器等各种传热手段,使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度,而把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温,这就是半导体制冷的原理。第三章半导体制冷温控系统硬件设计3.1半导体制冷温控系统硬件设计该系统是基于半导体制冷基础上，对温度控制系统的设计。以单片机PIC167C3为控制核心，有温度数据采集模块，半导体制冷模块，电源模块，显示模块，晶振电路，复位电路共同构成。设计过程图3-1所示：图3-1113.2硬件的具体设计1.温度控制模块（PIC16C73单片机控制）：本设计采用两组开关电源供电且开关电源可调,分别是0～8V和0～
6、5V,负载电阻为2Ω；传感器采用北陆传感器,温度控制范围:8.5～10.5℃；在电压范围内要求电流应连续可调；控制温度的精度为±0.5℃；同时采用两片半导体制冷片来调节箱内温度。该系统基本工作原理为:由温度传感器来采集箱内和箱外温度,然后通过单片机内部的A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,通过控制规则,单片机作出相应的处理,最终将结果显示出来,使系统的温度控制在要求的范围内2.数据采集模块：数据采集模块中的温度传感器对温度进行采样。3.半导体制冷模块：半导体驱动电路驱动半导体制冷器件制冷。4.显示模块：采用液晶显示，能够显示温度的变化直观的给出。5.电源模块：开关电源是利用
7、现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。6.数模转换模块：采用模数转换器第四章对控制系统PIC16C73单片机的研究一、PIC16C73单片机的基本构成PIC16C73是PIC16xx系列微控制器中的一种,它由高性能RISC结构的CPU、存储器、I/O接口和复位电路等组成。二、内部结构特点1.高性能CPU:仅35条单字指令,采用的时钟频率为20MHz,指令周期为200ns；具有8级深度的硬件堆栈；具有中
