摘要：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fdd27de8415ae4acbaedd23a90610e2e6\" img_width=\"665\" img_height=\"483\" alt=\"用PIC12C672單片機，構建的半導體制冷系統過熱保護裝置\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E圖4 半導體制冷系統過熱保護裝置\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Ch1\u003E3 結論 \u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E基於PIC12C672單片機的半導體制冷系統過熱保護裝置，以LM50BIM3爲溫度傳感器，功率場效應晶體管爲控制元件，運用PIC12C672內置的A\u002FD，通過編程實現了半導體制冷系統熱端溫度採集、上限判斷、半導體制冷系統電源控制和報警輸出等功能，可保證半導體制冷系統安全可靠工作，同時該裝置結構經湊，佔用空間小，可方便的實現與半導體制冷系統的集成。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2.1.3 過熱保護裝置電路設計\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E如圖2所示，半導體制冷系統過熱保護裝置由LM50BIM3集成溫度傳感器採集熱端（散熱片）溫度，經PIC12C672內置A\u002F D 轉換爲數字量，並與設定溫度比較，從而確定PIC12C672單片機3腳的輸出狀態，由NTD24N06L控制半導體制冷器的電源，以保證半導體制冷系統在熱端溫度超限後能及時停止工作，並在規定時間內熱端溫度超限5次時發出告警信號。

"\u003Cdiv\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E熱端（散熱片）的溫度監測及過熱保護裝置是半導體制冷系統必需的輔助裝置。以爲控制核心，LM50BIM3爲溫度傳感器，MOSFET爲控制元件，構建了一半導體制冷系統過熱保護裝置，實際應用表明該過熱保護裝置可保證半導體制冷系統安全可靠工作。\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E當前，高速芯片如CPU、FPGA和GPU等主要採用散熱片+風扇的冷卻技術。但風扇在大幅度降低高速芯片溫度的同時，也產生了大量的噪聲，不適用於某些對噪聲有特殊要求的場合。散熱片+半導體制冷器的冷卻技術，因無任何機械運動部件具有無噪聲、無磨損、可靠性高、壽命長等優點，已逐步應用於對噪聲有嚴格要求的各種場合。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E但現有的半導體制冷系統一般要求具有對熱端（散熱片）進行溫度監測及過熱保護的過熱保護裝置，本文即以PIC12C672單片機爲控制核心，LM50BIM3爲溫度傳感器，功率場效應晶體管爲控制元件，構建了半導體制冷系統的過熱保護裝置，以保證半導體制冷系統安全可靠工作。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1\u003E1 半導體制冷技術\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E半導體制冷是帕爾帖原理在製冷技術方面的應用，是一種新型的製冷方式。半導體制冷器即是基於半導體材料的溫差效應，利用直流電流通過由兩種不同半導體材料串聯而成的電偶時引起半導體材料中的熱量傳遞製成的一種新型製冷器。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E實際應用的半導體制冷器是一由多個P型和N型半導體元件並聯而成的熱電偶對（如圖1所示），當給由多個N型和P型組成的熱電偶對通以直流電後，從N型流入P型半導體時，因半導體勢能提高，則因N型、P型結合處需吸收熱量而使溫度降低，而從P型流入N型半導體時，因勢能下降，在N型、P型結合處則因放出熱量而使溫度升高。這樣就在製冷器件的上下兩個端面形成冷端和熱端，從而達到製冷的目的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E因此，半導體制冷系統總要通過散熱片與冷、熱源進行不斷的熱交換才能維持工作，而一旦散熱片的散熱裝置發生故障將導致散熱片溫度不斷升高，輕則影響半導體制冷系統的冷卻效果，重則會導致半導體制冷器因冷、熱端溫差過大而燒燬。爲此，半導體制冷系統一般都需有過熱保護裝置以保證其可靠、安全工作。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F2571b4b04ec54cd59d814c87b292ceb9\" img_width=\"902\" img_height=\"340\" alt=\"用PIC12C672單片機，構建的半導體制冷系統過熱保護裝置\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E圖1 半導體制冷器組成示意圖\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Ch1\u003E2 半導體制冷系統過熱保護裝置\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E半導體制冷系統過熱保護裝置如圖2所示，包括採用LM50BIM3溫度傳感器、PIC12C672單片機和NTD24N06L功率場效應晶體管等構成的核心電路以及外圍報警電路和供電電路等。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F71e2c7baca9d461d80076676f7da9a6c\" img_width=\"1033\" img_height=\"509\" alt=\"用PIC12C672單片機，構建的半導體制冷系統過熱保護裝置\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E圖2 半導體制冷系統過熱保護裝置電路原理圖\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E2.1硬件設計\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2.1.1 LM50集成溫度傳感器\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003ELM50BIM3爲美國國家半導體公司的集成溫度傳感器，該傳感器只需4.5V～10V單電源供電即可實現對-40℃～125℃溫度的線性感應，並採用差分對管與激光校準技術，保證在-40℃～125℃，其輸出電壓滿足要求。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2.1.2 PIC12C672單片機\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003EPIC12C672爲Microchip公司PIC12C系列微控制器，是一8腳帶A\u002FD的高性能超小型單片機，通過對內部控制寄存器CONFIG、TRIS、ADCON0、ADCON1、INTCON、OPTION等設置進行6個I\u002FO工作模式定義。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E根據半導體制冷系統過熱保護裝置的設計要求，需將CONFIG設置爲0CH、TRIS爲0CH、ADCON0爲045H、OPTION爲C0H，即將單片機7腳定義爲A\u002FD輸入模式，採集熱端（散熱片）溫度，3、5腳定義爲輸出模式，分別用於半導體制冷器電源控制輸出和報警控制輸出。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2.1.3 過熱保護裝置電路設計\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E如圖2所示，半導體制冷系統過熱保護裝置由LM50BIM3集成溫度傳感器採集熱端（散熱片）溫度，經PIC12C672內置A\u002F D 轉換爲數字量，並與設定溫度比較，從而確定PIC12C672單片機3腳的輸出狀態，由NTD24N06L控制半導體制冷器的電源，以保證半導體制冷系統在熱端溫度超限後能及時停止工作，並在規定時間內熱端溫度超限5次時發出告警信號。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E2.2 軟件設計\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E半導體制冷系統過熱保護裝置軟件流程如圖3所示。爲便於今後添加半導體制冷系統其他控制功能，採用模塊化設計，分爲主程序模塊、初始化子模塊、控制子模塊以及報警子模塊等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E1）初始化子模塊完成PIC12C672的初始化設置並設定熱端溫度上限等；\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2）主程序模塊啓動A／D轉換，通過PIC12C672單片機7腳對LM50BIM3集成溫度傳感器的輸出電壓進行採樣，並完成溫度的A／D轉換；將A／D轉換結果與設定上限進行比較；\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E3）控制子模塊主要依據熱端溫度是否超限，由PIC12C672單片機3腳控制NTD24N06L的導通，及時可靠的接通或斷開半導體制冷器電源；\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E4）報警子模塊主要依據在規定時間內熱端溫度是否連續超限5次，由PIC12C672單片機5腳控制報警電路，對外發出告警信號。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F8cb7900d8b9944bf8bbc065474c43544\" img_width=\"455\" img_height=\"574\" alt=\"用PIC12C672單片機，構建的半導體制冷系統過熱保護裝置\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E圖3 半導體制冷系統過熱保護裝置軟件流程圖\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E2.3 應用\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E某船用一體化主機半導體冷卻系統因未安裝相應的過熱保護裝置曾出現了因散熱裝置的散熱效果不理想，導致散熱片溫度不斷升高，致使半導體制冷器因冷、熱端溫差過大而燒燬。爲避免類似事故的再次發生，再重新設計散熱裝置的同時基於上述設計成功研製了過熱保護裝置，其實物如圖4所示。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E所研製的過熱保護裝置結構經湊，佔用空間小，方便的實現了與現半導體制冷系統的有效集成。自重新設計散熱裝置和加裝過熱保護裝置後，確保了熱端溫度在設定溫度範圍內，保證了半導體制冷系統安全可靠工作。該一體化主機半導體冷卻系統未再發生半導體制冷器的相關故障。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fdd27de8415ae4acbaedd23a90610e2e6\" img_width=\"665\" img_height=\"483\" alt=\"用PIC12C672單片機，構建的半導體制冷系統過熱保護裝置\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E圖4 半導體制冷系統過熱保護裝置\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Ch1\u003E3 結論 \u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E基於PIC12C672單片機的半導體制冷系統過熱保護裝置，以LM50BIM3爲溫度傳感器，功率場效應晶體管爲控制元件，運用PIC12C672內置的A\u002FD，通過編程實現了半導體制冷系統熱端溫度採集、上限判斷、半導體制冷系統電源控制和報警輸出等功能，可保證半導體制冷系統安全可靠工作，同時該裝置結構經湊，佔用空間小，可方便的實現與半導體制冷系統的集成。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E（摘編自《電氣技術》，原文標題爲“基於PIC12C672的半導體制冷系統過熱保護裝置”，作者爲郭朝有、吳雄學。）\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E"'.slice(6, -6), groupId: '6717783828112343565