图3-5 制冷片安装
3.5    本章小结
本章主要讲述了半导体制冷片的相关内容，详细介绍了半导体制冷片的制冷原理，其中穿插了失眠是常见的半导体制冷片的型号以及半导体制冷片选择时要考虑的因素，除此之外还讲述了风冷散热器的选择和散热结构的设计。
4     温度控制
为了使这个半导体制冷箱更加智能和人性化，因此在制作过程中加入了温度控制电路，而且通过加入硅二极管和旁路二极管，从而保护了蓄电池和太阳能电池板。
4.1  硅二极管
硅二极管又称防反充二极管或阻塞二极管，考虑安装它的主要作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨天和夜晚不放电时或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起到单向导通的作用。它能承受足够大的电流，而且正向压降，反向饱和电流很小。（硅二极管如图4-1）
 
图4-1  硅二极管
4.1.1  硅二极管PN结
一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。（PN结如图4-2）
 
图4-2  二极管PN结与电路图符号
a) PN结 b) 电路图形符号
4.1.2  硅二极管伏安特性
与PN结一样，二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安特性曲线（图）。在二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流极小；当电压超过0.6V时，电流开始按指数规律增大，通常称此为二极管的开启电压；当电压达到约0.7V时，二极管处于完全导通状态，通常称此电压为二极管的导通电压，用符号UD表示。
对于锗二极管，开启电压为0.2V，导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏。（如下图）
 
图4-2  硅二极管伏安特性曲线
4.2  温度传感器DS18B20
温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。（如下图4-3）
 
图4-3  温度传感器 DS18B20
4.2.1  温度传感器DS18B20工作的工作特性
（1） 适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供；
（2） 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；
（3） 温度传感器DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温； 51单片机太阳能供电与半导体制冷箱的设计+电路图(10):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_349.html