1、 基于 USB接口供电的迷你冰箱电路系统的研 究与设计 摘摘要要：基于 USB接口供电的迷你冰箱是一个小型的冷热器，它没有家用冰箱复杂的电路， 它靠半导体致冷片将热量从片的一面传导到另一面的方法， 达到制冷的效果， 再利用直流电 源极性倒过来能使热传导方向改变的原理， 达到半导体加热的效果。 该 USB小冰箱无噪音， 无压缩机，绿色环保，小巧玲珑，节能轻便，制造工艺精美细致，能在 5 分钟内制冷到 8.5 摄氏度（或 47 华氏度） ，而且只需 5 伏电压只要有 USB接口（1.1 或者 2.0 接口）即可。 它不需要外加驱动程序，随意插入 USB 接口即可！几分钟后就可以使用了。它适用于在办
2、 公室，学校或出去旅游，是一个随身携带的冷热器，但该小冰箱的电源部分不稳定，不能知 道冰箱的温度是否加热适宜， 针对以上小冰箱的特点和不足， 我们从以下三个方面对小冰箱 作了改进：电源部分，过热检测部分，温度告知部分。 首先对小冰箱的电源部分进行了改进，利用二极管的特性，采用了双电源，一条可以采 用 USB 电源，另一根可以用家用电源。在两条线相连部分利用二极管的单向导通性，把两条 电源线相连，并用仿真软件对设计的开关稳压电源进行仿真，利用该电源，可以减少电源的 损耗，提高效率。其次对小冰箱的温控部分进行了改进，在冰箱的温控部分装上过热检测系 统，并设置适当的温度进行检测，方便提醒用户。尤其达
3、到 60的时候，那时热敏电阻闪 烁频率为零。并通过仿真把冰箱温度的变化对 LED1 闪烁频率的改变和热敏电阻的阻值变化 进行分析与总结。再次增加温度告知功能，在电路中连接温度告知电路，方便用户及时知道 冰箱温度。查看温度的时候，利用二极管发光的个数来确定电路的温度。 在详细分析 USB供电小冰箱的工作原理后，针对上述技术改进，采用 Multisim 作了仿 真，仿真结果证实了这些技术改进收到了良好的效果。 关键词关键词：冷热器；半导体；开关稳压电源；过热检测系统；温度告知电路 Study and Design of Mini-refrigerator Circuit System Based
4、on the USB Power Supply Hu Kankan Communication Engineering, Information Semiconductor; Steady voltage plug of switch; Overheated detection system; Tell the circuit in temperature 目 录 1 绪 论 1 1.1 本课题的研究背景和意义. 1 1.2 家用普通冰箱电路系统简介. 2 1.2.1 家用普通冰箱的组成2 1.2.2 家用冰箱的工作原理 .4 1.2.3 家用冰箱内部电路的原理图 .5 1.3 基于 USB
5、接口供电的迷你冰箱电路系统简介. 6 1.3.1 USB 设备的接入 6 1.3.2 基于 USB 接口供电的迷你冰箱内部电路 6 2 基于 USB 接口供电的迷你冰箱电路系统工作机理及技术改进 7 2.1 基于 USB 接口供电的迷你冰箱电路系统工作机理. 7 2.1.1 USB 电源供电系统工作机理 .7 2.1.2 迷你小冰箱半导体制冷系统工作机理9 2.2 基于 USB 接口供电的迷你冰箱电路系统技术改进 11 2.2.1 电源部分的改进 . 11 2.2.2 过热检测电路的技术改进13 2.2.3 冰箱温度告知电路的改进14 3 基于 USB 接口供电的迷你冰箱电路系统的仿真及分析
6、16 3.1 Multisim 仿真软件 16 3.1.1 Multisim 仿真软件的介绍 .16 3.1.2 Multisim 的特点 16 3.1.3 Multisim 在电子技术实验中的应用17 3.2 迷你小冰箱电源部分的仿真模型与分析. 18 3.3 热检测电路的仿真模型与分析. 20 3.4 冰箱温度告知电路的改进仿真模型的建立与分析. 24 4 本文总结和未来展望 27 4.1 本文总结. 27 4.2 未来展望. 27 致 谢 29 参考文献 30 1 1 绪 论 USB 是英文 Universal Serial BUS 的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它 不是一种新的总线标准，而是应用在 PC 领域的接口技术。基于 USB 接口供电的迷你冰 箱采用了这个技术，用 5V 的 USB 电源冷却饮料 ，内置 LED 灯，不需要压缩机。它没有家用 冰箱复杂的电路，它靠半导体致冷片将热量从片的一面传导到另一面的方法， 如果把直流电 源极性倒过来的话，热传导方向也会改变，这就是半导体致冷片的原理。当然不需要压缩机 了，而且也不需要加致冷剂。 半导体致冷片是整
