本发明揭示了一种半导体制冷设备及供电控制方法。所述半导体制冷设备包括电源模块、主控单元、PWM控制器、温区和供冷模块，供冷模块与温区一一对应；电源模块包括高压区和低压区；主控单元用于控制所述供冷模块可选择地与电源模块的高压区或低压区连接；PWM控制器与所述供冷模块一一对应。所述供电控制方法包括：采集温区的实际温度，获取温区实际温度与设定温度的差值，控制温区的供冷模块选择与电源模块的高压区连接或与电源模块的低压区连接或断开与电源模块的连接。本发明电源模块的低压区可用于小温差范围温度控制，利于提升PWM的控制精度，降低能耗。电源模块的高压区可用于大温差范围温度控制，确保制冷量。