車用恆溫箱之研製

Abstract

在傳統冷氣循環系統中，使用壓縮機當動力，推動冷媒循環流動，又需經蒸發器、冷凝器等等複雜機械，才能將物體的熱量帶走。這種體積龐大、攜帶不易，增加許多困擾。 本論文中我們製作一恆溫箱，利用熱電致冷片半導體元件，加上直流電壓源後，可讓恆溫箱溫度降低，或保持溫度不變，類似冷藏室的效果。或回到常溫下將直流電壓源極性反向，則恆溫箱可做加熱效果，冬天可當保溫爐使用。可放在汽車上、家庭中或室外露營使用。我們建立熱流的電路模型，並知道溫度上升或下降的時間常數，另外也知道溫度與直流電壓成正比的關係變化。我們使用單晶片微電腦8051處理脈寬調變(Pulse Width Modulation，PWM)，控制MOS FET的ON/OFF時間，因此簡化了控制線路，並且增加了系統的可靠度與降低成本，此外，系統具有快速的數學處理能力。恆溫箱實際加上電壓源實驗，以示波器觀察控制迴路各點電壓波形，和電腦模擬軟體做一比較，結果非常吻合。它確實具備了冷卻與加熱效果，類似控制直流馬達正反轉一樣容易操作，確實可行。