基于模糊PID的高精度温度控制系统 被引量：45

1

作者 张宝峰 张燿 +2 位作者 朱均超 豆梓文 符烨 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1425-1429,共5页

为满足工业生产领域对温度传感器现场标定的需求,设计了一套基于模糊PID的便携式高精度温度控制系统。使用模糊算法对PID参数进行自动控制和整定,满足对不同温度段的控制要求,根据H桥驱动电路搭建TEC驱动模块,利用铂电阻PT1000作为温度... 为满足工业生产领域对温度传感器现场标定的需求,设计了一套基于模糊PID的便携式高精度温度控制系统。使用模糊算法对PID参数进行自动控制和整定,满足对不同温度段的控制要求,根据H桥驱动电路搭建TEC驱动模块,利用铂电阻PT1000作为温度传感器,设计并完成了一套高精度温度控制系统。实验表明,在-20℃~120℃的控温范围之间,系统控温精度优于±0.005℃,并可以长期稳定在设定温度,超调量小。系统体积小,携带方便,可以满足复杂场合现场标定温度传感器的需求。 展开更多

关键词 温度控制 模糊PID 半导体制冷器 闭环控制

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半导体DFB激光器的自动温度控制 被引量：6

2

作者 马良柱 霍佃恒 《信息与电子工程》 2009年第5期443-446,452,共5页

阐述了半导体热电制冷器(TEC)的工作原理,分析了线性驱动和脉冲宽度调制(PWM)驱动TEC的原理以及各自的特点,对Linear公司的热电制冷器控制芯片LTC1923作了介绍,讨论了基于LTC1923的半导体分布反馈式(DFB)激光器自动温度控制电路,并对实... 阐述了半导体热电制冷器(TEC)的工作原理,分析了线性驱动和脉冲宽度调制(PWM)驱动TEC的原理以及各自的特点,对Linear公司的热电制冷器控制芯片LTC1923作了介绍,讨论了基于LTC1923的半导体分布反馈式(DFB)激光器自动温度控制电路,并对实验和实际应用的结果进行了分析,给出了实测数据和波形。实验结果表明激光器中心波长变化范围为±5 pm,对应管芯温度变化±0.05℃,说明温控电路可以有效地对激光器的工作温度进行控制。 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 热电制冷器 温度控制 脉冲宽度调制

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基于半导体制冷的光模块高低温测试系统

3

作者 叶宇 张小栋 《工业控制计算机》 2024年第4期18-20,共3页

5G网络建设和大规模数据中心建设带来了大量光模块需求。在光模块生产制造中,为了保障光模块在环境温度变化情况下能够长时间正常工作,需要检测模块在不同温度下的性能,而进行高低温测试。高低温测试在光模块制造成本中占了很大比重。... 5G网络建设和大规模数据中心建设带来了大量光模块需求。在光模块生产制造中,为了保障光模块在环境温度变化情况下能够长时间正常工作,需要检测模块在不同温度下的性能,而进行高低温测试。高低温测试在光模块制造成本中占了很大比重。设计了一种基于半导体制冷器(Thermo Electric Cooler)的光模块高低温测试系统,相较传统基于热流仪的方案,不需要压缩空气,能够大幅降低功耗、噪声和整体成本,且能够实现与热流仪相当的升降温时间。该系统对于节能减排、降低光模块制造成本有重要意义。 展开更多

关键词 光模块 半导体制冷器 高低温测试系统

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天基望远镜探测器组件热电制冷系统设计与试验 被引量：6

4

作者 杨文刚 樊学武 +6 位作者 王晨洁 秦德金 李宝鹏 杜云飞 凤良杰 赵惠 高伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1-12,共12页

天基空间望远镜探测器必须采用主动制冷方式以满足其噪声抑制需求.为此,采用热电制冷为核心技术,开展了探测器热电制冷器封装设计、热电制冷器热排散系统设计、热电制冷控制系统设计,并从抑制寄生漏热、降低热电制冷器热排散路径热阻两... 天基空间望远镜探测器必须采用主动制冷方式以满足其噪声抑制需求.为此,采用热电制冷为核心技术,开展了探测器热电制冷器封装设计、热电制冷器热排散系统设计、热电制冷控制系统设计,并从抑制寄生漏热、降低热电制冷器热排散路径热阻两方面进行了优化,以减小热电制冷器输入功率及辐射散热面积.根据帕尔帖效应、焦耳效应、傅里叶效应,获得了净制冷量、热端散热热阻、热端边界温度等环境特性参数与热电制冷器输入电流、电压、功率等工作特性参数间的关系,并分析了制冷热负荷、热端散热热阻与热电制冷器输入功率间的敏感度.研制了望远镜鉴定产品,并开展了真空热平衡试验.试验结果表明系统设计合理有效,能够将探测器制冷至-75℃温度水平,稳定度可达到±0.2℃.基于环境条件及热电制冷器工作参数等试验数据,对比并修正了热分析模型.研究结果可为类似空间望远镜热电制冷系统的研制提供参考和借鉴. 展开更多

关键词 空间望远镜 热电制冷 热设计 热平衡试验

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光电探测器环境温度PID控制的实现 被引量：5

5

作者 沈永良 徐亚飞 《计算机测量与控制》 CSCD 2006年第11期1513-1514,1520,共3页

环境温度对光电系统中的光电探测器的性能有着重要的影响,为了使光电系统达到最佳的性能须对其环境温度进行有效的控制;在实验的基础上建立了光电系统中光电探测器的工作环境温度的数学模型,根据此数学模型设计了PID控制算法对其环境温... 环境温度对光电系统中的光电探测器的性能有着重要的影响,为了使光电系统达到最佳的性能须对其环境温度进行有效的控制;在实验的基础上建立了光电系统中光电探测器的工作环境温度的数学模型,根据此数学模型设计了PID控制算法对其环境温度进行控制,对设计的PID控制算法进行了MATLAB仿真,并在工控机上用组太王软件实现对光电系统中探测器的工作环境温度的PID控制,结果表明设计的PID控制算法完全满足光电系统中光电探测器对环境温度的要求。 展开更多

关键词 PID控制 阶跃响应 温度 TEC

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半导体激光器自动温度控制技术研究 被引量：4

6

作者 胡伟 周本军 黄雨新 《信息通信》 2020年第9期13-16,共4页

为了保证CWDM4半导体激光器的工作性能稳定,设计了一种高集成、高精度的自动温度控制系统。首先介绍了热电制冷器(TEC)的工作原理,然后设计了基于SLM8834 TEC控制器的温度检测电路和自动温度控制电路。实验结果表明,温控精度可达±... 为了保证CWDM4半导体激光器的工作性能稳定,设计了一种高集成、高精度的自动温度控制系统。首先介绍了热电制冷器(TEC)的工作原理,然后设计了基于SLM8834 TEC控制器的温度检测电路和自动温度控制电路。实验结果表明,温控精度可达±0.1℃,激光器的发射波长稳定,有利于延长激光器的工作寿命。 展开更多

关键词 半导体激光器 自动温度控制 热电制冷器

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高性能半导体激光器温度控制单元的设计 被引量：4

7

作者 李栋 李曼 耿宏伟 《航空精密制造技术》 2012年第4期45-47,34,共4页

研究了半导体激光器温度控制系统的设计,包括高精度温度测量电路和大电流半导体制冷片(TEC)驱动电路以及制冷片保护电路。实验表明系统抗干扰能力强,动态响应速度快,控温效果好,在-40-55℃宽范围内半导体泵浦头温度控制精度可达±0.... 研究了半导体激光器温度控制系统的设计,包括高精度温度测量电路和大电流半导体制冷片(TEC)驱动电路以及制冷片保护电路。实验表明系统抗干扰能力强,动态响应速度快,控温效果好,在-40-55℃宽范围内半导体泵浦头温度控制精度可达±0.2℃。 展开更多

关键词 温度采集 半导体热电致冷器 PID控制

原文传递

采用制冷型雪崩管激光测距接收电路设计 被引量：2

8

作者 马俊岭 樊宪唐 +1 位作者 阎得科 赵现伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2041-2044,共4页

为进一步提高机载光电探测设备的激光测距能力,设计了基于制冷型雪崩管探测器激光接收电路。根据制冷型雪崩管探测器的特性,控制输出最佳的TEC制冷功率,降低探测器工作温度,使探测器稳定工作在最佳状态,从而减小探测器噪声电压,提高系... 为进一步提高机载光电探测设备的激光测距能力,设计了基于制冷型雪崩管探测器激光接收电路。根据制冷型雪崩管探测器的特性,控制输出最佳的TEC制冷功率,降低探测器工作温度,使探测器稳定工作在最佳状态,从而减小探测器噪声电压,提高系统的探测灵敏度。实验结果表明:入射光功率在80μW加45.6 dB衰减时,探测器制冷前后对比,其探测虚警率从8.57%下降到0.49%。该探测电路应用于新型机载光电探测系统中,将极大提高其远程测距能力。 展开更多

关键词 雪崩光电二极管 噪声等效功率 信噪比 虚警率 热电制冷

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基于机器视觉的半导体致冷器件晶粒三维尺寸检测图像处理算法

9

作者 吴伟斌 林晓丹 +6 位作者 颜少彬 陈武 郑恒 林栋梁 黄种亮 段亚凡 廖廷俤 《福光技术》 2022年第1期50-58,共9页

要为解决半导体致冷器行业现有人工检测尺寸存在效率低、成本高等问题,提出并研究基于机器视觉的半导体致冷器件晶粒三维尺寸检测的图像处理算法。根据检测精度、速度、准确率等要求,采用了一个光学检测装置实现半导体晶粒的三维尺寸。... 要为解决半导体致冷器行业现有人工检测尺寸存在效率低、成本高等问题,提出并研究基于机器视觉的半导体致冷器件晶粒三维尺寸检测的图像处理算法。根据检测精度、速度、准确率等要求,采用了一个光学检测装置实现半导体晶粒的三维尺寸。本文重点讨论半导体晶粒的三维尺寸检测流程和图像处理算法。系统采集的图像经直线分割算法和预处理、二值化、边缘与轮廊检测算法处理后获得待测晶粒图像,再经标定后系统计算得出半导体晶粒三维尺寸。实验结果表明,半导体晶粒尺寸检测精度达到±20μm,符合尺寸检测系统的技术指标。 展开更多

关键词 机器视觉 自动光学检测 图像处理 半导体致冷器件 三维尺寸检测

原文传递

基于MWDM的25 Gbit/s TOSA设计与开发 被引量：1

10

作者 胡婷 乐欢 +3 位作者 高建河 郑庆立 汪钦 徐红春 《光通信研究》 2021年第2期59-62,共4页

第5代移动通信技术(5G)前传是承载网络的重要组成部分,高精度时间同步以及海量连接的需求对接入网有了更高的要求。为了解决前传哑资源管理及光纤资源问题,中国移动提出了中等波分复用(MWDM)前传方案。针对MWDM方案的需求和5G前传推行... 第5代移动通信技术(5G)前传是承载网络的重要组成部分,高精度时间同步以及海量连接的需求对接入网有了更高的要求。为了解决前传哑资源管理及光纤资源问题,中国移动提出了中等波分复用(MWDM)前传方案。针对MWDM方案的需求和5G前传推行需要降低成本的问题,文章提出了一款应用于MWDM光模块的25 Gbit/s光发射组件(TOSA),采用低成本的同轴气密封装,并内置半导体制冷器来支持室外场景的严苛条件。文章主要介绍了TOSA的关键设计和封装形式,并从设计和工艺上对其控温能力进行了优化,最后对样品的光电性能、控温能力以及传输性能进行了测试。测试结果表明,器件性能优良,且满足SFP28封装形式和IEEE 802.3协议标准。 展开更多

关键词 中等波分复用 5G前传 半导体制冷器

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大功率半导体激光器温度控制技术研究

11

作者 陈伟 孙峰 《光学与光电技术》 2009年第4期87-89,共3页

介绍了半导体激光器温度控制器的结构组成,给出了控制流过TEC电流幅度、方向和最大值的方法,利用PID实现精确温度控制。实验结果表明,控制的温度范围可达-15～+60℃,温度稳定性为0.02℃。

关键词 比例积分微分 热电致冷器 半导体激光器 温度控制

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基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计 被引量：10

12

作者 朱双双 邹鹏 +4 位作者 路美娜 张爱文 刘振海 裘桢炜 洪津 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期990-995,共6页

红外探测器作为星载偏振探测载荷的核心部件,用于实现短波红外波段辐射偏振信息的光电转换。为保证应用性能,需要对探测器进行精密温控,保证其工作在较低且稳定的温度以降低探测器热噪声和暗电流。本文介绍了一种红外探测器温控系统,采... 红外探测器作为星载偏振探测载荷的核心部件,用于实现短波红外波段辐射偏振信息的光电转换。为保证应用性能,需要对探测器进行精密温控,保证其工作在较低且稳定的温度以降低探测器热噪声和暗电流。本文介绍了一种红外探测器温控系统,采用FPGA控制完成温度信号的采集并输出控制信号,数模转换器控制三极管驱动电流完成半导体制冷器的驱动,采用Bang-Bang和PID复合控制算法完成探测器的精密温控,测试结果表明,温控精度优于±0.1℃,温度稳定时间小于6 min,可将探测器在较短的时间内控制在目标温度范围内,为实现短波红外波段的高精度偏振信息测量提供保障。 展开更多

关键词 Bang—Bang控制 PID控制 温度控制 红外探测器 半导体制冷器(TEC)

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半导体制冷果蔬配送箱水冷散热参数优化试验研究 被引量：5

13

作者 王亚娟 赵俊宏 +3 位作者 郭嘉明 王昱 陆华忠 吕恩利 《保鲜与加工》 CAS 北大核心 2017年第3期41-46,共6页

为提高半导体制冷果蔬配送箱的工作性能,提高半导体制冷片热端散热效率,降低散热系统能耗与质量,搭建水冷半导体果蔬配送制冷箱试验平台,针对水泵流量、散热风机风速、水箱容量对半导体制冷性能的影响进行试验研究。结果表明,导体制冷... 为提高半导体制冷果蔬配送箱的工作性能,提高半导体制冷片热端散热效率,降低散热系统能耗与质量,搭建水冷半导体果蔬配送制冷箱试验平台,针对水泵流量、散热风机风速、水箱容量对半导体制冷性能的影响进行试验研究。结果表明,导体制冷果蔬配送箱最佳水冷散热参数为:水泵流量为13 cm^3/s,散热风机风速4 m/s,水箱200 m L;在该参数条件下,箱内空气温度从25℃降到7℃仅需580 s,半导体制冷片能耗25 165.20 J,制冷系统总能耗为28 408.10 J,制冷效率26.004%,保证了较快的制冷速度和较小的水箱体积,并减少降温能耗。研究结果为便携式果蔬配送系统的设计和优化提供理论依据。 展开更多

关键词 果蔬配送 半导体制冷 水冷系统 制冷时间 能耗

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半导体激光器温度控制系统的设计 被引量：18

14

作者 焦明星 邢俊红 +2 位作者 刘芸 范吉中 安龙华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期261-264,共4页

设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管（LD）温度控制系统，该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件，并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明：该... 设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管（LD）温度控制系统，该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件，并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明：该系统在10-40℃温度范围内的控温稳定性优于0．2℃，能够有效抑制LD波长的漂移。 展开更多

关键词 半导体激光器 半导体制冷器 数字PID控制 模糊理论

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基于ADN8830的高性能TEC控制电路 被引量：16

15

作者 覃喜庆 曾祥鸿 +1 位作者 董静 李平 《光学与光电技术》 2004年第1期20-22,共3页

在许多光电应用领域中对温度控制的精确性和稳定性有很高的要求。利用ADN8830器件设计出高性能、高稳定TEC(Thermo-Electric Cooler)控制环节。通过实验,证明了基于ADN8830器件 的TEC控制系统对于温度稳定控制具有良好性能。

关键词 温度控制 TEC ADN8830 控制方案 控制器 控制原理

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基于ADN8831的高性能温度控制系统设计 被引量：15

16

作者 郭经纬 吴志明 +1 位作者 吕坚 蒋亚东 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第2期103-105,共3页

在光电领域中,有许多无源光器件对温度稳定性的要求很高,基于这一点设计了一个高性能、高精度的温度控制系统。介绍了温度控制原理,讨论了基于ADN8831的温度控制电路的设计,通过试验对所设计的温度控系统进行了测试,测试结果表明:设计... 在光电领域中,有许多无源光器件对温度稳定性的要求很高,基于这一点设计了一个高性能、高精度的温度控制系统。介绍了温度控制原理,讨论了基于ADN8831的温度控制电路的设计,通过试验对所设计的温度控系统进行了测试,测试结果表明:设计的温度控制系统完全符合光电领域对温度稳定性的要求。 展开更多

关键词 热电制冷器 温度控制 温度稳定性

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光纤光源温度动态特性分析及控制 被引量：9

17

作者 马迎建 简红清 石多 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期324-327,共4页

根据半导体热电致冷器(TEC)工作的基本原理,分析了光纤光源模块的温度动态特性,建立了与之对应的数学模型.对光源模块进行了实际实验测试,采用多点频率的工作电流驱动TEC模块,通过光源模块内部的热敏元件采样光源管芯温度的动态数据,用... 根据半导体热电致冷器(TEC)工作的基本原理,分析了光纤光源模块的温度动态特性,建立了与之对应的数学模型.对光源模块进行了实际实验测试,采用多点频率的工作电流驱动TEC模块,通过光源模块内部的热敏元件采样光源管芯温度的动态数据,用最小二乘法进行数据拟合,得到了与数学模型十分接近的结果,因此可以确定数学模型中的待定参数.采用MAX1978单片TEC控制器,根据温度动态特性数学模型设计了最优的比例积分微分(PID)补偿网络,实现了光纤光源的温度控制系统,得出了TEC温度控制系统对光源有良好的控制精度和稳定性. 展开更多

关键词 光纤光源 温度控制 热电致冷器 比例积分微分补偿网络

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基于改进PSO的蝶形半导体激光器温控系统的设计

18

作者 张大路 李宜雯 +3 位作者 晏晨 吴海勇 王如刚 陈勐勐 《光电子技术》 CAS 2024年第2期133-139,共7页

提出了基于改进粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的蝶形半导体激光器温度控制系统。利用蝶形半导体激光器内部热电冷却器(Thermo-Electric Cooler,TEC)作为被控对象求出其传递函数,并在Simulink仿真工具中搭建温度控制... 提出了基于改进粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的蝶形半导体激光器温度控制系统。利用蝶形半导体激光器内部热电冷却器(Thermo-Electric Cooler,TEC)作为被控对象求出其传递函数,并在Simulink仿真工具中搭建温度控制系统仿真模型,分析温度对激光器工作的影响。基于改进PSO算法来优化比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制器参数以达到良好的温度控制效果。实验结果表明,通过将改进PSO算法优化后的PID控制器参数应用到温控电路,可以保证激光器在安全平稳运行的前提下,达到激光器TEC温控系统稳定性高、响应速度快的目标,2 h内温度最大浮动误差为0.13℃,温度稳定性提升至0.52%。 展开更多

关键词 蝶形半导体激光器 温度控制系统 热电冷却器 粒子群算法

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TEC结构的三维非线性瞬态温度场分析 被引量：6

19

作者 高薪蕙 邓忠民 王静涛 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期25-30,共6页

热电制冷器(TEC)以其体积小、作用速度快及无噪音等机械制冷无法替代的优点在航空航天和电子工业等领域得到了越来越广泛的应用。本文根据TEC的导热特点,推导了TEC结构稳态温度场的解析解,建立了其瞬态非线性温度场分析的微分方程。利... 热电制冷器(TEC)以其体积小、作用速度快及无噪音等机械制冷无法替代的优点在航空航天和电子工业等领域得到了越来越广泛的应用。本文根据TEC的导热特点,推导了TEC结构稳态温度场的解析解,建立了其瞬态非线性温度场分析的微分方程。利用伽辽金法导出TEC结构热分析的有限元方程,对非线性热分析的有限元方程进行了求解,得到了TEC的稳态温度场和瞬态响应温度场。算例结果表明,本文提出的TEC结构热分析有限元模型具有较高的精度,能够有效地分析TEC的非线性瞬态温度场。 展开更多

关键词 热电制冷器 帕尔贴效应 非线性温度场 有限单元法

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机载宽温域CO_(2)激光器温控方法 被引量：1

20

作者 赵紫云 张阔 +2 位作者 周峰 陈飞 何洋 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期390-398,共9页

机载激光雷达是实现远距离大气精准监测的重要手段,CO_(2)激光器工作谱段与部分大气污染物和化学物质吸收谱一致,是大气监测激光雷达的重要光源。面向机载要求,在控制体积重量的条件下实现-40℃~55℃宽温域工作是机载CO_(2)激光器温控... 机载激光雷达是实现远距离大气精准监测的重要手段,CO_(2)激光器工作谱段与部分大气污染物和化学物质吸收谱一致,是大气监测激光雷达的重要光源。面向机载要求,在控制体积重量的条件下实现-40℃~55℃宽温域工作是机载CO_(2)激光器温控系统的设计难点。因此,本文提出一种以激光器性能和环境温度为设计输入,半导体热电制冷与强制风冷相结合的闭环温控方法。根据激光器、半导体热电制冷和强制风冷等的结构与传热特性,建立温控方法的有限元模型,基于此模型对激光器温控性能进行研究。对于55℃高温环境,温控系统工作25 min后,激光器温度控制在40℃;对于-40℃低温环境,温控系统在工作20 min后,激光器温度控制在25℃,满足激光器正常工作要求。根据激光器及建立的温控方法,开展高低温环境下激光器工作能力实验研究,采集实验过程中的激光器温度数据,测量高低温条件下激光输出能力。实验结果表明:实测激光器温度与有限元仿真温度数据基本吻合,两者误差小于10%;采用所提出的温控方法,激光器在高低温条件下可以正常工作,输出功率与室温条件下一致。 展开更多

关键词 CO_(2)激光器 宽温域 半导体热电制冷 散热结构 温控方法

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