JP3685005B2 - Peltier device motion detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はペルチェ素子の動作検出装置に係り、ペルチェ素子を用いて例えば半導体ウエハー等を加熱吸熱する温度制御装置に使用して好適する動作検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球温暖化を抑える観点から、フロンガスの代替的加熱吸熱手段としてペルチェ素子が注目されている。
【0003】
このペルチェ素子で制御対象を温度制御する温度制御装置としては、例えば図6に示すような構成が提案されている。
【0004】
すなわち、ペルチェ素子1の近傍に温度測定用のセンサ3を配置して入力部5に接続し、この入力部5ではその測定温度に対応した測定値PVとしての電気信号をコントローラ7へ出力し、このコントローラ7では設定値SVとその測定値とを比較してその偏差を小さくするような制御出力に基づいたPWM信号をドライブ部9へ出力し、このドライブ部9ではそのPWM信号に応じた切換信号を形成してHブリッジ回路11へ出力する構成を有していた。
【0005】
このHブリッジ回路11は、PチャネルおよびNチャネルMOS・FETトランジスタFET1とFET4、PチャネルおよびNチャネルMOS・FETトランジスタFET3とFET2を1対ずつ直列接続し、MOS・FETトランジスタFET1とFET4の接続点とFET3とFET2の接続点の間にペルチェ素子1を接続し、ドライブ部9からの切換信号によってMOS・FETトランジスタFET1とFET2を同時にオン/オフ動作させる時には、MOS・FETトランジスタFET3とFET4を同時にオフ/オン動作させるようになっている。
【0006】
このような温度制御装置では、コントローラ7がペルチェ素子1による温度測定値PVと設定値SVを比較し、制御対象に対する温度設定値SVが制御対象温度より高く、かつ例えば温度測定値PVが設定値SVより低ければ、その偏差を小さくするような制御出力に基づくPWM信号をドライブ部9へ出力し、ドライブ部9がそのPWM信号に基づき、図7に示すように、H型ブリッジ回路11のMOS・FETトランジスタFET1とFET2をオン動作させる一方、MOS・FETトランジスタFET3とFET4をオフ動作させ、ペルチェ素子1にMOS・FETトランジスタFET1側からFET2側へ駆動電流を流してこれを発熱動作させることができる。
【0007】
他方、例えば制御対象に対する温度設定値SVが低く、かつ温度測定値PVが設定値SVを越えて高ければ、コントローラ7がその偏差を小さくするような制御出力に基づくPWM信号をドライブ部9へ出力し、図7に示すように、ドライブ部9によってH型ブリッジ回路11のMOS・FETトランジスタFET3とFET4をオン動作させる一方、MOS・FETトランジスタFET1とFET2をオフ動作させ、ペルチェ素子1にMOS・FETトランジスタFET3側からFET4側へ駆動電流を流してこれを吸熱動作させることができる。
【0008】
従って、温度測定値PVと設定値SVの偏差が小さくなるような制御出力に基づくPWM信号を出力可能にコントローラ7を構成すれば、ペルチェ素子1をある一定温度に制御可能となる。
【0009】
しかも、この温度制御装置では、ペルチェ素子1へ流す駆動電流を切換えるスイッチ素子として、抵抗性のオン導通損失を示すMOS・FETトランジスタFET1〜FET4を用いるから、スイッチ素子としてパイポーラトランジスタを用いる構成に比べ、オン導通損失が小さくなる利点がある。
【0010】
このような温度制御装置は、例えば図8に示すように、ペルチェ素子1の吸熱面(冷却面)に被冷却物としての熱負荷13を当接し、発熱面側に熱交換機15を当接させ、タンク17からポンプ19、熱交換機15およびタンク17をパイプ21を介して連結して冷却媒体を環流させ、ペルチェ素子1の発熱面側を適当に冷却しながらペルチェ素子1の吸熱面(冷却面)の熱負荷13を効率良く冷却する構成としていた。
【0011】
なお、図8においては図6におけるペルチェ素子1以外の図示は省略した。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ペルチェ素子を用いた温度制御装置では、次のような課題を含んでいる。
【0013】
すなわち、ペルチェ素子1の放熱側の熱伝達特性が劣化した場合に放熱側の温度が上昇するが、ペルチェ素子1には放熱面から冷却面への熱伝導が存在するから、それに伴って冷却側の温度も上昇し易く、上述した図8のような一般的な利用構成では冷却側の温度が設定温度よりも高くなり易い。
【0014】
このような場合、上述した温度制御装置では、センサ3による測定温度PVを設定温度SVに近づけるために、ペルチェ素子1を冷却するための駆動電流を大きくする方向に制御されるが、放熱側の温度は熱伝達特性の劣化のため上昇し易くなってから冷却側の温度上昇も招くことになり、極端な場合には熱暴走を発生させるおそれがある。
【0015】
特に、ペルチェ素子1が示すぺルチェ効果は駆動電流に比例するのに対し、ペルチェ素子1が示すペルチェ抵抗によるジュール熱は駆動電流の2乗に比例し、駆動電流を大きくすると放熱側および冷却側の温度上昇の要因となり、熱暴走を促してしまうえ、ペルチェ素子1の熱暴走を増大し易い。
【0016】
もっもと、ペルチェ素子1は、放熱面から冷却面に生じる温度差に応じたゼーベック電圧が発生するから、このゼーベック電圧を検出できれば、ペルチェ素子1の熱暴走を把握可能であるが、ペルチェ素子1の一般的なドライブ方法である上述した直流ドライブでは、駆動電圧を完全にオフしないと検出できず、一度、印加電源をオフすると温度制御は乱れてしまう難点があった。
【0017】
また、多湿な環境でペルチェ素子1を吸熱動作させると、周囲の環境が飽和水蒸気量を超えて結露をおこしてペルチェ素子1にそれが付着し、ペルチェ素子1の電極(図示せず)間をショートさせて動作を不確実にさせる可能性があるし、ペルチェ素子1を熱サイクルの厳しい環境下で使用すると、ペルチェ素子1の熱収縮による振動又は熱負荷の機械的な応力に起因してペルチェ素子1と熱負荷13間に空隙を生じ易くなり、ペルチェ素子1の劣化を早める。
【0018】
さらに、ペルチェ素子1には、これに流す駆動電流に比例して例えば吸熱流が増大せず、図9に示すように、途中のある電流値Imにおいて最大吸熱流を示す。
【0019】
そのため、電流値Imを越えるとペルチェ素子1の吸熱力が減少するから、ペルチェ素子1の劣化を防止して適切な温度制御を図る観点から、ペルチェ素子1に流す駆動電流値を適宜測定することが好ましい。
【0020】
例えば、ペルチェ素子1をPWM信号に基づいてドライブする場合、誤って負荷電源電圧がImに対応する電圧よりも大きく選択されていると、電源投入時等においてPWM信号のディーティー比が100%になると、負荷の実効電流がImより大きくなってしまい、温度制御が発散して過電圧となり、効果的な加熱吸熱を確保で難くなるし、ペルチェ素子1の劣化を早め易い。
【0021】
そのため、従来からペルチェ素子1を用いた温度制御装置において、ペルチェ素子1の動作状態を検出して熱暴走等の障害の検知を容易にするとともに、ペルチェ素子1の劣化も抑えるための動作検出装置の提供が求められていた。
【0022】
そこで、本発明者は、ペルチェ素子1の動作に加えてペルチェ素子1を用いた温度制御装置について鋭意研究した結果、PWM信号に基づく切換信号によってペルチェ素子に駆動電流を流す場合、1周期中にペルチェ素子1に流す駆動電流のオン・オフ区間のある点に着目するとともに、ペルチェ素子1に駆動電流を流さないオフ区間おいて、ゼーベック効果に基づき温度差に比例した起電圧が生じる点に着目して本発明を完成させた。
【0023】
本発明はそのような状況の下になされたもので、PWM信号に基づく切換信号によって制御中のペルチェ素子について、その動作状態の検出が可能な動作検出装置の提供を目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
そのような課題を解決するために本発明の動作検出装置は、流す駆動電流の方向によって制御対象を発熱又は吸熱動作するペルチェ素子と、PWM信号に基づく切換信号の印加されるゲート回路を有する複数のMOS・FETトランジスタを有し、それらMOS・FETトランジスタ間に接続されたペルチェ素子へ流す駆動電流の方向を切換えるHブリッジ回路と、発熱動作時又は吸熱動作時にあってそのPWM信号における一定周期中の第1のオフ区間でペルチェ素子の電位を切換え入力するスイッチ部と、入力されたオフ区間の電位からペルチェ素子のゼーベック電圧を検出する検出部とを具備している。
【0025】
そして、本発明では、上記発熱動作時又は吸熱動作時にあってその一定周期中のオン区間でペルチェ素子の電位を切換え入力する機能を有するよう上記スイッチ部を形成し、入力されたオン区間の電位からペルチェ素子の負荷電圧を検出する機能を有するよう上記検出部を形成することが可能である。
【0026】
また、本発明では、それら発熱動作時又は吸熱動作時にあってその一定周期中における第1のオフ区間と異なる第2のオフ区間において、上記ペルチェ素子の電位を切換え入力する機能と、その第2のオフ区間にペルチェ素子に所定の定電流を切換え入力する機能とを有するよう上記スイッチ部を形成し、入力された第2のオン区間の電位および定電流からペルチェ素子の抵抗を検出する機能を有するよう上記検出部を形成することが可能である。
【0027】
さらに、本発明では、それら発熱動作時又は吸熱動作時にあってその一定周期中におけるそれら第1および第2のオフ区間と異なる第3のオフ区間で、そのHブリッジ回路に印加された電源電圧を切換え入力する機能を有するよう上記スイッチ部を形成し、入力されたその電源電圧を検出する機能を有するよう上記検出部を形成可能である。
【0028】
さらにまた、本発明では、NチャネルMOS・FETトランジスタを組合せて上記Hブリッジ回路を形成し、それらMOS・FETトランジスタの各ゲート回路を流れる信号が前段側へ帰線を介して回帰されるよう当該MOS・FETトランジスタを接続構成することが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
【0030】
図1は本発明に係る動作検出装置の実施の形態を示すブロック図である。
図1において、センサ3は例えば熱電対等のような温度測定素子であり、後述する公知のペルチェ素子1又はペルチェ素子1で加熱冷却する制御対象(図示せず。)の近傍に配置され、入力部5に接続されている。
【0031】
入力部5は、センサ3とともに機能してその温度測定値PVとしての検出温度信号を出力するもので、コントローラ23に接続されている。
【0032】
コントローラ23は、例えばPID演算する制御演算部およびPWM信号を発生するPWM発生器(いずれも図示せず。)を有してなり、入力部5からの温度測定値PVと所定の温度設定値SVから、制御演算部で例えばPID演算してその偏差を小さくするように制御出力量を出力し、これをPWM発生器にて制御出力量をパルス幅信号(デューティー比)に変換したPWM信号(2値コントロール信号)にして出力する機能を有する。
【0033】
図2はコントローラ23から出力されるPWM信号を示しており、温度測定値PVが設定値SVを越えて高い場合には、同図AおよびBのように出力されるデューティー比(ON期間)の小さいPWM信号であり、温度測定値PVが設定値SVを越えて低い場合には、同図CおよびDのように出力されるデューティー比(ON期間)の大きい2値信号である。
【0034】
なお、コントローラ23においては、コントロール負荷率100%を実質的負荷率96%としたPWM信号を出力するようになっており、以下、コントロール負荷率で説明する。コントロール負荷率と実質的負荷率の関係は、例えば図2のようになっている。
【0035】
コントローラ23は、制御対象に対する温度設定値SVが制御対象の周囲温度よりも低く、かつ温度測定値PVが設定値SVを越えて高い場合には、PID演算などの制御出力量を0%〜50%の範囲とし、その範囲においてPWM信号のデューティー比を100%〜0%としたPWM信号をドライブ部9に出力し、ペルチェ素子1を吸熱動作させるような機能を有している。
【0036】
一方、制御対象に対する温度設定値SVが制御対象の周囲温度よりも高く、かつ温度測定値PVが設定値SVよりも低い場合には、PID演算などの制御出力量を50%〜100%の範囲とし、その範囲においてPWM信号のデューティー比を0%〜100%としたPWM信号をドライブ部9に出力し、ペルチェ素子1を発熱動作させるような機能を有している。
【0037】
コントローラ23は、図3に示すように、PWM信号の1周期毎に、オフ区間を適当に3区間に分割するとともにオン区間を加えた4区間の測定区間▲1▼、▲2▼、▲3▼、▲4▼に分割し、各測定区間▲1▼〜▲4▼毎にスイッチ指令信号を出力する機能を有している。
【0038】
このスイッチ指令信号は、PWM信号のデューティー比が変化する場合には、各測定区間▲1▼〜▲4▼もそれに伴って伸縮する。なお、このスイッチ指令信号の詳細は後述する。
【0039】
ドライブ部9は、そのPWM信号のデューティー比に応じてこれに対応した2値の切換信号を形成する公知の回路構成を有しており、Hブリッジ回路11に接続されている。
【0040】
すなわち、上述した図7に示したように、ペルチェ素子1を発熱動作させるときには、Hブリッジ回路11の後述するFETトランジスタFET1およびFET2をオン動作させるような切換信号をそれらのゲート回路へ出力し、ペルチェ素子1を吸熱動作させるときには、後述するFETトランジスタFET3およびFET4をオン動作させるような切換信号をそれらゲート回路へ出力する機能を有している。
【0041】
Hブリッジ回路11は、図4に示すように、PチャネルMOS・FETトランジスタFET1のドレイン(D)を電源Vcに接続しソース(S)をNチャネルMOS・FETトランジスタFET4のドレイン(D)に接続し、PチャネルMOS・FETトランジスタFET3のドレイン(D)を電源Vcに接続しソース(S)をNチャネルMOS・FETトランジスタFET2のドレイン(D)に接続し、MOS・FETトランジスタFET2とFET4のソース(S)どうしを共通接地して形成されており、MOS・FETトランジスタFET1とFET4の接続点とFET3とFET2の接続点間にペルチェ素子1が橋絡するように接続されている。
【0042】
なお、図4では、ドライブ部9と各MOS・FETトランジスタFET1〜FET4のゲートGとの接続状態の図示は省略した。
【0043】
図1に戻って符号25は、MOS・FETトランジスタFET1、FET3その他、本発明の動作検出装置を構成する部分や回路へ電源Vcを供給する電源部であり、符号27はHブリッジ回路11に接続されたスイッチ部である。
【0044】
スイッチ部27は、図4に示すように、MOS・FETトランジスタFET1、FET3のドレインDに一端が接続されたスイッチ素子SW1と、MOS・FETトランジスタFET1、FET4の接続点に一端が接続されたスイッチ素子SW2と、MOS・FETトランジスタFET3、FET2の接続点に一端が接続されたスイッチ素子SW3と、MOS・FETトランジスタFET2、FET4のソースSに一端が接続されたスイッチ素子SW4と、MOS・FETトランジスタFET3、FET2の接続点に一端が接続されたスイッチ素子SW5とを有して形成されており、コントローラ23からのスイッチ指令信号によってオンオフ動作するようになっている。
【0045】
スイッチ素子SW1〜SW4の他端は検出部29に接続されており、スイッチ素子SW5の他端は定電流部31を介して接地されている。
【0046】
これらスイッチ素子SW1〜SW5は、コントローラ23からのスイッチ指令信号に基づき、図3に示すように動作し、測定区間▲1▼ではスイッチ素子SW1とSW4のみがタイミングをずらせてオン動作して他がオフ動作し、測定区間▲2▼〜▲4▼では各々スイッチ素子SW2とSW3のみがタイミングをずらせてオン動作して他がオフ動作するようになっており、測定区間▲3▼ではスイッチ素子SW2とSW3とともにスイッチ素子SW5も一緒にオン動作するようになっている。
【0047】
検出部29は、スイッチ素子SW1〜SW5のオン動作時に、MOS・FETトランジスタFET1〜FET4のドレインD、ソースSの電圧を入力し、ペルチェ素子1のゼーベック電圧、負荷電圧、ペルチェ電圧および電源電圧を測定するものであり、測定結果を表示部(図示せず。)へ出力表示させるとともに、所定の基準値又は基準範囲と比較して基準値又は基準範囲をはずれるとき、警報信号を警報部33や表示部へ出力する機能を有している。
【0048】
すなわち、検出部29は、スイッチ素子SW1とSW4がオン動作される測定区間▲1▼では、MOS・FETトランジスタFET1とFET4間(FET3とFET2間)の電圧V1とV4(図4参照)を測定し、それら測定電圧V1とV4を用いてVcをVc=V1−V4で算出する。
【0049】
スイッチ素子SW2とSW3がオン動作される測定区間▲2▼では、ペルチェ素子1の両端電圧V2、V3を入力測定し、それら測定電圧V2、V3(図4参照)を用いてゼーベック電圧VzをVz=V2−V3で算出する。なお、駆動電流の流れる方向によってゼーベック電圧Vzの符号が変る。
【0050】
スイッチ素子SW2、SW3およびSW5がオン動作される測定区間▲3▼では、定電流部31からの定電流Idcおよび定電流Idcによるペルチェ素子1の両端電圧V2、V3と測定区▲2▼で測定されたゼーベック電圧Vzとから、次式に基づいてペルチェ素子1の抵抗値Rpを算出する。
Rp|{Vz−(V2−V3)}/ Idc| 但し絶対値
【0051】
検出部29は、スイッチ素子SW2、SW3がオン動作される測定区間▲4▼では、ペルチェ素子1の両端電圧V2、V3を入力測定し、それら測定電圧V2、V3を用いて発熱動作領域の負荷電圧VpをVp=V2−V3で算出するとともに、吸熱動作領域の負荷電圧VpをVp=V3−V2で算出する。
【0052】
次に、上述した本発明に係る動作検出装置の動作を簡単に説明する。
まず、センサ3からの測定信号に基づき入力部5からコントローラ23へ出力された温度測定値PVが設定値SVより低く、ペルチェ素子1を発熱動作させる場合を説明する。
【0053】
この場合、コントローラ23は、温度測定値PVと設定値SVとの偏差に基づきPID演算し、その偏差を小さくするような制御出力に基づいたPWM信号(図2C又はD参照)をドライブ部9へ出力する。
【0054】
ドライブ部9は、MOS・FETトランジスタFET1、FET2のゲート回路へ切換信号を加えるからそれらがオン導通動作し、MOS・FETトランジスタFET1からFET2へ駆動電流が流れて、ペルチェ素子1が発熱動作する。
【0055】
この発熱動作状態では、MOS・FETトランジスタFET1、FET2について、コントローラ23が、PWM信号の1周期毎に4測定区間▲1▼〜▲4▼毎にスイッチ指令信号を出力してスイッチSW1〜SW5をオンオフし、検出部29が、PWM信号のオフ区間▲1▼〜▲3▼にてMOS・FETトランジスタFET1とFET4間(FET3とFET2間)の電圧Vc、ペルチェ素子1のゼーベック電圧Vz、ペルチェ素子1の抵抗値Rpを検出するとともに、PWM信号のオン区間▲4▼では発熱動作領域の負荷電圧Vpを検出する。
【0056】
次に、センサ3からの測定信号に基づき入力部5からコントローラ23へ出力された温度測定値PVが設定値SVより高くて、ペルチェ素子1を吸熱動作させる場合を説明する。
【0057】
この場合、コントローラ23は、温度測定値PVと設定値SVとの偏差が小さくなるような制御出力に基づいたPWM信号(図2A又はB参照)をドライブ部9へ出力する。
【0058】
ドライブ部9は、MOS・FETトランジスタFET3、FET4のゲート回路へ切換信号を加えるからそれらがオン導通動作し、MOS・FETトランジスタFET3からFET4へ駆動電流が流れ、ペルチェ素子1が吸熱動作する。
【0059】
この吸熱動作状態においても、MOS・FETトランジスタFET3、FET4について、コントローラ23が、PWM信号の1周期毎に4測定区間▲1▼〜▲4▼毎にスイッチ指令信号を出力してスイッチSW1〜SW5をオンオフし、検出部29が、PWM信号のオフ区間▲1▼〜▲3▼にてMOS・FETトランジスタFET1とFET4間(FET3とFET2間)の電圧Vc、ペルチェ素子1のゼーベック電圧Vz、ペルチェ素子1の抵抗値Rpを検出するとともに、PWM信号のオン区間▲4▼では発熱動作領域の負荷電圧Vpを検出する。
【0060】
そして、検出部29は、それら電圧Vc、ゼーベック電圧Vz、ペルチェ素子1の抵抗値Rpおよび負荷電圧Vpが、予め設定された基準値又は基準範囲から外れるとき警報信号を警報部33へ出力するとともに、図示しない表示部へそれらを表示出力する。
【0061】
このような本発明に係るペルチェ素子の動作検出装置では、PWM信号に基づく切換信号の印加されるゲート回路を有する複数のMOS・FETトランジスタFET1〜FET4でHブリッジ回路11を形成し、これらMOS・FETトランジスタFET1〜FET4間にペルチェ素子1を接続し、それらMOS・FETトランジスタFET1〜FET4を切換え通電することによりペルチェ素子1へ流す駆動電流の方向を切換えることによって発熱又は吸熱動作させる一方、それらMOS・FETトランジスタFET1〜FET4にはスイッチSW1〜SW5からなるスイッチ部27を接続し、それら発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号の1周期中を4区間に分割された測定区間▲1▼〜▲4▼についてそれらスイッチSW1〜SW5を切換え制御し、検出部29が、PWM信号のオフ区間▲1▼〜▲3▼で入力したMOS・FETトランジスタFET1〜FET4の端子電圧V1〜V4から、電源電圧Vc、ペルチェ素子1のゼーベック電圧Vz、ペルチェ素子1の抵抗値Rpを検出するとともに、PWM信号のオン区間▲4▼で発熱動作領域又は吸熱動作領域の負荷電圧Vpを検出するよう構成した。
【0062】
そのため、本発明では、ペルチェ素子1を加熱又は吸熱動作中にあっても、PWM信号に基づく2値の切換信号のオフ区間を用いて、ペルチェ素子1のゼーベック効果に伴うゼーベック電圧を正確に検出できるので、ペルチェ素子1の吸熱面と発熱面の温度差の異常を検知可能となるから、熱暴走を未然に防ぐことが可能となる。
【0063】
また、ペルチェ素子1を発熱又は吸熱動作中にあっても、ペルチェ素子1の負荷電圧を測定できるので、ペルチェ素子1に印加される過電圧の判別が可能となり、適切なペルチェ素子1の動作状態を確保できる。
【0064】
さらに、ペルチェ素子1の抵抗Rpを検出できるので、ペルチェ素子1の劣化の検出が可能となり、適切なペルチェ素子1の動作状態を確保してその寿命を延すことができる。
【0065】
さらにまた、ペルチェ素子1の負荷電圧および抵抗Rpからペルチェ素子1に流れる駆動電流の検出が可能となり、例えば複数のペルチェ素子1を並列接続して構成した場合にも、部分的なペルチェ素子1の動作不良の発見が容易となる利点がある。
【0066】
そして、電源電圧の検出も可能であるので、電源投入時の電源電圧診断ができるし、電源投入時に電源電圧とペルチェ素子の許容電圧との比較診断ができ、それを要因とする熱暴走を防止できる。
【0067】
上述した本発明に係るペルチェ素子の動作検出装置では、発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号の1周期中を4測定区間▲1▼〜▲4▼に分割し、PWM信号のオフ区間▲1▼〜▲3▼でMOS・FETトランジスタFET1とFET4間(FET3とFET2間)の電源電圧Vc、ペルチェ素子1のゼーベック電圧Vzおよびペルチェ素子1の抵抗値Rpを検出し、PWM信号のオン区間▲4▼で発熱動作領域又は吸熱動作領域の負荷電圧Vpを検出するよう構成したが、本発明ではこれに限定されない。
【0068】
すなわち、本発明においては、PWM信号の1周期に係る測定区間▲2▼を第1のオフ区間とし、この第1のオフ区間において、少なくともPWM信号のペルチェ素子1のゼーベック電圧Vzを検出できるように構成すれば、製品として実用性が高まる。
【0069】
さらに、本発明においては、その1周期に係る測定区間▲4▼をオン区間とし、このオン区間においてPWM信号のオン区間におけるペルチェ素子1の両端における負荷電圧を検出し、その1周期に係る測定区間▲3▼を第2のオフ区間とし、この第2のオフ区間においてペルチェ素子1の抵抗値Rpを検出し、その1周期に係る測定区間▲1▼を第3のオフ区間とし、この第3のオフ区間において電源電圧を検出する機能を付加し、これに合せてコントローラ23を形成してスイッチ部27を切換え制御するとともに、検出部29を形成すれば良い。
【0070】
さらにまた、本発明では、各1周期において上述した▲1▼〜▲4▼測定区間を分割する構成に限らず、▲1▼測定区間がある周期に割当てられ、▲2▼測定区間が次の周期に割当てられ、▲3▼測定区間が更に次の周期に割当てられる構成も可能であるし、飛び飛びの周期毎に▲1▼〜▲4▼の測定区間が分割又は一緒に割当てられる構成も可能である。要は、一定周期中に割当てられれば本発明の目的達成が可能である。
【0071】
ところで、上述した実施の形態では、Hブリッジ回路11をPチャネルMOS・FETトランジスタFET1およびFET3と、NチャネルMOS・FETトランジスタFET2およびFET4を用いて形成したが、本発明におけるHブリッジ回路はこれに限定されない。
【0072】
PチャネルMOS・FETトランジスタFET1およびFET3を、例えば図5に示すように、NチャネルMOS・FETトランジスタFET5およびFET6で置き換え、各NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4、FET5、FET6において、切換信号が抵抗R1を介して各NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のゲート回路に印加されるるように接続形成するとともに、各NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のソース(S)が帰線Fを介してゲート(G)側(又は前段側)に回帰接続してHブリッジ回路35を構成することも可能である。
【0073】
なお、図5中の符号R2は、各NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のゲート回路にバイアスをかけるため、ゲート(G)と帰線F間に接続されたバイアス抵抗であり、同図中ではドライブ部9およびスイッチ部27等の図示は省略した。
【0074】
このように、Hブリッジ回路35をNチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のみで形成すると、これらNチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のゲート回路を流れる電流が帰線Fを介して前段側へ回帰され、電源+Vcから当該NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6を流れる駆動電流にそれが影響せず、個々のNチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6において任意のゲート電圧の印加が可能となり、高いレベルのゲート電圧を使用する必要がなくなる。
【0075】
すなわち、NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のフローティングドライブが可能となる。
【0076】
これにより、図4のようにPチャネルMOS・FETトランジスタを使用せず、負荷としてのペルチェ素子1のハイレベル側およびローレベル側の双方にNチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6を配置することが可能となり、NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のみでHブリッジ回路35を形成できる。
【0077】
そのため、PチャネルMOS・FETトランジスタよりもオン導通時の損失抵抗が極めて低いNチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6のみを使用してHブリッジ回路35を形成できるから、オン導通時の損失を極めて低く抑えることができるし、NチャネルMOS・FETトランジスタFET2、FET4〜FET6自体の発熱も小さくなるうえこれらの配置スペースも狭くしたり小型化することが可能となる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る温度制御装置は、PWM信号に基づく切換信号の印加されるゲート回路を有する複数のMOS・FETトランジスタでHブリッジ回路を形成し、それらMOS・FETトランジスタ間に接続されたペルチェ素子へ流す駆動電流の方向をそのHブリッジ回路で切換えて発熱動作又は吸熱動作させ、それら発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号の第1のオフ区間においてスイッチ部でペルチェ素子の電位を切換え入力し、入力された第1のオフ区間の電位からペルチェ素子のゼーベック電圧を検出部で検出する構成としたから、ペルチェ素子の動作中に当該ペルチェ素子のゼーベック電圧の検出が可能となり、ペルチェ素子を動作させながら検出ゼーベック電圧によってペルチェ素子の動作状態、特に、熱暴走の発生を検出したりその予想が可能となる。
そして、発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号のオン区間において、ペルチェ素子の電位を切換え入力する機能を有するよう上記スイッチ部を形成し、入力されたオン区間の電位からペルチェ素子の負荷電圧を検出する機能を上記検出部に設ける構成では、ペルチェ素子の両端の検出負荷電圧から当該ペルチェ素子の動作状態の把握が可能となり、適切な駆動電圧の印加が可能となる。
また、発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号の第1のオフ区間と異なる第2のオフ区間において、ペルチェ素子の電位を切換え入力する機能と、その第2のオフ区間にペルチェ素子に所定の定電流を切換え入力する機能とを有するよう上記スイッチ部を形成し、入力された第2のオン区間の電位および定電流からペルチェ素子の抵抗を検出する機能を上記検出部に設ける構成では、ペルチェ素子の動作動作状態、特に、ペルチェ素子の劣化状態の把握が可能となり、適切な加熱又は冷却制御を確保できる。
さらに、発熱動作時又は吸熱動作時にあってPWM信号の第1および第2のオフ区間と異なる第3のオフ区間において、その第3のオフ区間にHブリッジ回路に印加された電源電圧を切換え入力する機能を有するよう上記スイッチ部を形成し、入力された電源電圧を検出する機能を上記検出部に設ける構成では、電源投入時の電源電圧診断が可能なるうえ、ペルチェ素子の動作に許容される駆動電圧との比較が可能となってペルチェ素子の劣化を抑えることが可能となる。
さらにまた、NチャネルMOS・FETトランジスタを組合せてHブリッジ回路を形成し、それら各MOS・FETトランジスタのゲート回路を流れる信号が前段側へ帰線を介して回帰されるよう当該MOS・FETトランジスタを接続する構成では、Hブリッジ回路におけるオン導通時の損失が少なくできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動作検出装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1中のコントローラからのPWM信号を示す波形図である。
【図3】図1に係る動作検出装置の動作を説明する波形図である。
【図4】図1中のHブリッジ回路およびスイッチ部の構成例を示す回路図である。
【図5】 本発明におけるHブリッジ回路の他の構成例を示す回路図である。
【図6】従来のペルチェ素子を用いた温度制御装置を示すブロック図である。
【図7】Hブリッジ回路によるペルチェ素子の発熱動作および吸熱動作を説明する波形図である。
【図8】ペルチェ素子の温度制御装置を用いた加熱又は冷却システムを示す図である。
【図9】ペルチェ素子が示す駆動電流と吸熱流の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ペルチェ素子
3 センサ
5 入力部
7、23 コントローラ
9 ドライブ部
11、35 Hブリッジ回路
13 熱負荷
15 熱交換機
17 タンク
19 ポンプ
21 パイプ
25 電源部
27 スイッチ部
29 検出部
31 定電流部
33 警報部
F 帰線
FET1、FET3 PチャネルMOS・FETトランジスタ
FET2、FET4、FET5、FET6 NチャネルMOS・FETトランジスタ
R1、R2 抵抗
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5 スイッチ素子
Vc 電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Peltier element motion detection apparatus, and more particularly to a motion detection apparatus suitable for use in a temperature control apparatus that heats and absorbs, for example, a semiconductor wafer using the Peltier element.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of suppressing global warming, Peltier devices have attracted attention as an alternative heating and heat absorption means for CFCs.
[0003]
For example, a configuration as shown in FIG. 6 has been proposed as a temperature control device for controlling the temperature of a controlled object with this Peltier element.
[0004]
That is, a temperature measuring sensor 3 is disposed in the vicinity of the Peltier
[0005]
This H-
[0006]
In such a temperature control device, the
[0007]
On the other hand, for example, if the temperature set value SV for the controlled object is low and the temperature measured value PV is higher than the set value SV, the
[0008]
Therefore, if the
[0009]
Moreover, in this temperature control device, the MOS / FET transistors FET1 to FET4 exhibiting resistive on-conduction loss are used as the switch elements for switching the drive current flowing to the
[0010]
For example, as shown in FIG. 8, such a temperature control device abuts a
[0011]
In FIG. 8, illustrations other than the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the temperature control device using a Peltier element has the following problems.
[0013]
That is, when the heat transfer characteristic on the heat dissipation side of the Peltier
[0014]
In such a case, in the above-described temperature control device, in order to bring the measured temperature PV by the sensor 3 close to the set temperature SV, the driving current for cooling the Peltier
[0015]
In particular, while the Peltier effect exhibited by the
[0016]
Since the
[0017]
Further, when the
[0018]
Further, for example, the endothermic flow does not increase in proportion to the drive current that flows through the
[0019]
Therefore, if the current value Im is exceeded, the endothermic power of the
[0020]
For example, when the
[0021]
Therefore, in a conventional temperature control apparatus using the
[0022]
Therefore, as a result of earnest research on the temperature control device using the
[0023]
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide an operation detection device capable of detecting the operation state of a Peltier element being controlled by a switching signal based on a PWM signal.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the motion detection apparatus of the present invention includes a plurality of Peltier elements that generate heat or absorb heat according to the direction of the drive current to flow, and a gate circuit to which a switching signal based on a PWM signal is applied. H-bridge circuit that switches the direction of the drive current that flows to the Peltier element connected between the MOS-FET transistors, and during the heat generation operation or the heat absorption operation, during a certain period in the PWM signal A switch unit for switching and inputting the potential of the Peltier element in the first off period, and a detection unit for detecting the Seebeck voltage of the Peltier element from the input potential of the off period.
[0025]
In the present invention, the switch portion is formed so as to have a function of switching and inputting the potential of the Peltier element in the ON period during the heat generation operation or the heat absorption operation, and the input ON section potential. From the above, it is possible to form the detection unit so as to have a function of detecting the load voltage of the Peltier element.
[0026]
In the present invention, the function of switching and inputting the potential of the Peltier element in the second off period different from the first off period during the heat generation operation or the heat absorption operation, and the second off period thereof, The switch section is formed so as to have a function of switching and inputting a predetermined constant current to the Peltier element during the off period of the circuit, and a function of detecting the resistance of the Peltier element from the input potential and constant current of the second on period. It is possible to form the detection portion so as to have the above.
[0027]
Furthermore, in the present invention, the power supply voltage applied to the H-bridge circuit in the third off section that is different from the first and second off sections in the fixed period during the heat generation operation or the heat absorption operation. The switch unit can be formed so as to have a function of switching input, and the detection unit can be formed so as to have a function of detecting the input power supply voltage.
[0028]
Furthermore, in the present invention, an N-channel MOS / FET transistor is combined to form the H-bridge circuit, and the signal flowing through each gate circuit of the MOS / FET transistor is returned to the previous stage via a return line. It is preferable to connect MOS / FET transistors.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in a prior art example.
[0030]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motion detection apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, a sensor 3 is a temperature measuring element such as a thermocouple, for example, and is arranged in the vicinity of a well-known
[0031]
The
[0032]
The controller 23 includes, for example, a control calculation unit that performs PID calculation and a PWM generator (not shown) that generates a PWM signal, and the temperature measurement value PV from the
[0033]
FIG. 2 shows a PWM signal output from the controller 23. When the temperature measurement value PV is higher than the set value SV, the duty ratio (ON period) output as shown in FIGS. When the temperature measurement value PV is low beyond the set value SV, it is a binary signal with a large duty ratio (ON period) that is output as shown in FIGS.
[0034]
Note that the controller 23 outputs a PWM signal with a control load factor of 100% as a substantial load factor of 96%, and the control load factor will be described below. The relationship between the control load factor and the substantial load factor is, for example, as shown in FIG.
[0035]
When the temperature set value SV for the control target is lower than the ambient temperature of the control target and the temperature measurement value PV is higher than the set value SV, the controller 23 increases the control output amount such as PID calculation from 0% to 50%. The PWM signal having a duty ratio of 100% to 0% within the range is output to the
[0036]
On the other hand, when the temperature set value SV for the control target is higher than the ambient temperature of the control target and the temperature measurement value PV is lower than the set value SV, the control output amount for PID calculation or the like is in the range of 50% to 100%. In this range, the PWM signal having a duty ratio of 0% to 100% is output to the
[0037]
As shown in FIG. 3, the controller 23 appropriately divides the OFF section into three sections for each period of the PWM signal and adds four ON measurement sections {1}, {2}, {3} It is divided into ▼ and ④ and has a function of outputting a switch command signal for each measurement section ▲ 1 to ▲ 4.
[0038]
When the duty ratio of the PWM signal changes, this switch command signal expands and contracts in accordance with each measurement section (1) to (4). The details of the switch command signal will be described later.
[0039]
The
[0040]
That is, as shown in FIG. 7 described above, when the
[0041]
As shown in FIG. 4, the H-
[0042]
In FIG. 4, the connection state between the
[0043]
Returning to FIG. 1,
[0044]
As shown in FIG. 4, the
[0045]
The other ends of the switch elements SW1 to SW4 are connected to the
[0046]
These switch elements SW1 to SW5 operate as shown in FIG. 3 based on the switch command signal from the controller 23. In the measurement section (1), only the switch elements SW1 and SW4 are turned on with the timing shifted, and the others In the measurement period (2) to (4), only the switch elements SW2 and SW3 are turned on at different timings and the others are turned off. In the measurement period (3), the switch element SW2 is turned off. The switch element SW5 is also turned on together with the switch SW3.
[0047]
The detecting
[0048]
That is, the
[0049]
In the measurement period {circle around (2)} in which the switch elements SW2 and SW3 are turned on, the both-end voltages V2 and V3 of the
[0050]
In the measurement section {circle around (3)} in which the switch elements SW2, SW3 and SW5 are turned on, the measurement is carried out in the measurement section {circle around (2)} between the voltages V2 and V3 of the
Rp | {Vz− (V2−V3)} / Idc | However, absolute value
[0051]
In the measurement section (4) in which the switch elements SW2 and SW3 are turned on, the
[0052]
Next, the operation of the above-described motion detection device according to the present invention will be briefly described.
First, a case where the temperature measurement value PV output from the
[0053]
In this case, the controller 23 performs a PID calculation based on the deviation between the temperature measurement value PV and the set value SV, and outputs a PWM signal (see FIG. 2C or D) based on a control output that reduces the deviation to the
[0054]
Since the
[0055]
In this heat generation operation state, the controller 23 outputs the switch command signal for each of the four measurement sections (1) to (4) for each cycle of the PWM signal and switches the switches SW1 to SW5 for the MOS / FET transistors FET1 and FET2. The
[0056]
Next, a case where the temperature measurement value PV output from the
[0057]
In this case, the controller 23 outputs a PWM signal (see FIG. 2A or B) based on the control output so that the deviation between the temperature measurement value PV and the set value SV is small to the
[0058]
Since the
[0059]
Even in this endothermic operation state, the controller 23 outputs the switch command signal for each of the four measurement sections {circle around (1)} to {circle around (4)} for each cycle of the PWM signal for the MOS / FET transistors FET3 and FET4. And the
[0060]
The
[0061]
In such a Peltier element operation detecting device according to the present invention, the
[0062]
Therefore, in the present invention, even when the
[0063]
Further, since the load voltage of the
[0064]
Furthermore, since the resistance Rp of the
[0065]
Furthermore, it becomes possible to detect the driving current flowing through the
[0066]
Since power supply voltage can also be detected, power supply voltage diagnosis can be performed when the power is turned on, and comparison diagnosis between the power supply voltage and the allowable voltage of the Peltier element can be performed when the power is turned on, thereby preventing thermal runaway caused by that. it can.
[0067]
In the above-described Peltier element operation detection device according to the present invention, during the heat generation operation or the heat absorption operation, one period of the PWM signal is divided into four measurement sections (1) to (4), and the PWM signal off section ▲ 1 to 3 detects the power supply voltage Vc between the MOS / FET transistors FET1 and FET4 (between FET3 and FET2), the Seebeck voltage Vz of the
[0068]
That is, in the present invention, the measurement interval {circle around (2)} relating to one cycle of the PWM signal is set as the first off interval, and at least the Seebeck voltage Vz of the
[0069]
Further, in the present invention, the measurement interval (4) relating to the one cycle is set as the ON interval, and the load voltage at both ends of the
[0070]
Furthermore, the present invention is not limited to the configuration in which the above-described (1) to (4) measurement sections are divided in each period, (1) the measurement section is assigned to a certain period, and (2) the measurement section is It is possible to have a configuration in which (3) measurement interval is assigned to the next cycle, and (1) to (4) measurement intervals are divided or assigned together for each skipping cycle. It is. In short, the object of the present invention can be achieved if it is assigned within a certain period.
[0071]
In the above-described embodiment, the H-
[0072]
For example, as shown in FIG. 5, the P-channel MOS • FET transistors FET1 and FET3 are replaced with N-channel MOS • FET transistors FET5 and FET6. In each N-channel MOS • FET transistor FET2, FET4, FET5, and FET6, the switching signal is changed. Connections are made to be applied to the gate circuits of the N-channel MOS / FET transistors FET2 and FET4 to FET6 through the resistor R1, and the sources (S) of the N-channel MOS / FET transistors FET2 and FET4 to FET6 are returned. It is also possible to configure the H bridge circuit 35 by making a regression connection to the gate (G) side (or the previous stage side) via the line F.
[0073]
5 denotes a bias resistor connected between the gate (G) and the return line F in order to apply a bias to the gate circuit of each N-channel MOS • FET transistor FET2, FET4 to FET6. In the drawing, the
[0074]
In this way, when the H bridge circuit 35 is formed of only the N-channel MOS / FET transistors FET2 and FET4 to FET6, the current flowing through the gate circuits of the N-channel MOS / FET transistors FET2 and FET4 to FET6 passes through the return line F. It returns to the previous stage and does not affect the drive current flowing from the power source + Vc to the N-channel MOS • FET transistors FET2, FET4 to FET6, and any gate voltage in each N-channel MOS • FET transistor FET2, FET4 to FET6. Can be applied, eliminating the need to use a high level gate voltage.
[0075]
That is, the floating drive of the N-channel MOS / FET transistors FET2, FET4 to FET6 becomes possible.
[0076]
Thus, the P-channel MOS • FET transistors are not used as shown in FIG. 4, and the N-channel MOS • FET transistors FET2 and FET4 to FET6 are arranged on both the high level side and the low level side of the
[0077]
Therefore, the H-bridge circuit 35 can be formed using only the N-channel MOS • FET transistors FET2, FET4 to FET6, which have extremely low loss resistance during ON conduction as compared with the P-channel MOS • FET transistor. The heat generation of the N-channel MOS / FET transistors FET2, FET4 to FET6 itself can be reduced, and the space for arranging them can be reduced or downsized.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the temperature control device according to the present invention forms an H-bridge circuit with a plurality of MOS / FET transistors having a gate circuit to which a switching signal based on a PWM signal is applied, and is connected between the MOS / FET transistors. The direction of the drive current to be supplied to the Peltier element is switched by the H bridge circuit to cause a heat generation operation or a heat absorption operation, and during the heat generation operation or the heat absorption operation, Since the detection unit detects the Seebeck voltage of the Peltier element from the input potential in the first off section by switching the potential, it is possible to detect the Seebeck voltage of the Peltier element during the operation of the Peltier element. The operating state of the Peltier element by the detected Seebeck voltage while operating the Peltier element, in particular, The expected or detecting the occurrence of runaway becomes possible.
The switch part is formed so as to have a function of switching and inputting the potential of the Peltier element in the ON period of the PWM signal during the heat generation operation or the heat absorption operation, and the load voltage of the Peltier element is determined from the input ON period potential. In the configuration in which the detection unit is provided with a function of detecting the operation state, the operating state of the Peltier element can be grasped from the detected load voltage at both ends of the Peltier element, and an appropriate drive voltage can be applied.
In addition, a function of switching and inputting the potential of the Peltier element in a second off period that is different from the first off period of the PWM signal at the time of heat generation operation or heat absorption operation, and a predetermined value for the Peltier element in the second off period In the configuration in which the switch unit is formed so as to have a function of switching and inputting a constant current, and the function of detecting the resistance of the Peltier element from the inputted potential and constant current of the second ON section is provided in the detection unit. The operating state of the Peltier element, in particular, the deterioration state of the Peltier element can be grasped, and appropriate heating or cooling control can be ensured.
Further, in a third off section that is different from the first and second off sections of the PWM signal during the heat generation operation or the heat absorption operation, the power supply voltage applied to the H bridge circuit is switched and input during the third off section. In the configuration in which the switch part is formed so as to have a function to detect and the input power supply voltage is provided in the detection part, power supply voltage diagnosis at power-on is possible and operation of the Peltier element is allowed. Comparison with the drive voltage becomes possible, and deterioration of the Peltier element can be suppressed.
Furthermore, an N-bridge MOS / FET transistor is combined to form an H-bridge circuit, and the MOS / FET transistor is set so that the signal flowing through the gate circuit of each MOS / FET transistor is returned to the previous stage via a return line. The connection configuration has an advantage that the loss at the time of ON conduction in the H bridge circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motion detection apparatus according to the present invention.
2 is a waveform diagram showing a PWM signal from a controller in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the motion detection apparatus according to FIG. 1;
4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an H-bridge circuit and a switch unit in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the H-bridge circuit in the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a temperature control device using a conventional Peltier element.
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining a heat generation operation and a heat absorption operation of a Peltier element by an H bridge circuit.
FIG. 8 is a diagram showing a heating or cooling system using a temperature control device for a Peltier element.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the drive current and the endothermic flow exhibited by the Peltier element.
[Explanation of symbols]
1 Peltier element
3 Sensor
5 Input section
7, 23 Controller
9 Drive section
11, 35 H bridge circuit
13 Heat load
15 heat exchanger
17 tanks
19 Pump
21 Pipe
25 Power supply
27 Switch part
29 Detector
31 Constant current section
33 Alarm section
F Return
FET1, FET3 P-channel MOS / FET transistor
FET2, FET4, FET5, FET6 N-channel MOS / FET transistor
R1, R2 resistance
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5 Switch element
Vc power supply
Claims (5)
PWM信号に基づく切換信号の印加されるゲート回路を有する複数のMOS・FETトランジスタを有し、前記MOS・FETトランジスタ間に接続された前記ペルチェ素子へ流す前記駆動電流の方向を切換えるHブリッジ回路と、
前記発熱動作時又は吸熱動作時にあって前記PWM信号における一定周期中の第1のオフ区間で前記ペルチェ素子の電位を切換え入力するスイッチ部と、
入力された前記オフ区間の電位から前記ペルチェ素子のゼーベック電圧を検出する検出部と、
を具備するペルチェ素子の動作検出装置。A Peltier element that generates heat or absorbs heat depending on the direction of the drive current to flow;
An H-bridge circuit having a plurality of MOS-FET transistors having a gate circuit to which a switching signal based on a PWM signal is applied, and for switching the direction of the drive current flowing to the Peltier element connected between the MOS-FET transistors; ,
A switch unit for switching and inputting the potential of the Peltier element in a first OFF section in the PWM signal during the heat generation operation or the heat absorption operation;
A detection unit for detecting the Seebeck voltage of the Peltier element from the input potential of the off interval;
An apparatus for detecting the operation of a Peltier element.
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