PAGE3-半導(dǎo)體制冷片的研究及應(yīng)用摘要：評述介紹了一種不同于傳統(tǒng)制冷的半導(dǎo)體制冷技術(shù)的工作原理、材料特性和制冷特點(diǎn)及其取代傳統(tǒng)制冷的優(yōu)勢，對研制一種小型制冷裝置，以解決投影儀光源，便攜冷藏/保溫箱.冷熱飲水機(jī)等核心部件因超溫睡眠而無法正常工作的技術(shù)前景和關(guān)鍵問題進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體制冷；工作原理；投影儀；制冷系數(shù)；優(yōu)值系數(shù);SemiconductorrefrigerationpieceofresearchandapplicationAbstract:Itintroducesakindofdifferentfromtraditionalrefrigerationofsemiconductorrefrigerationtechnologyworks,materialpropertiesandrefrigerationcharacteristicsandreplacetraditionalrefrigerationadvantage,todevelopasmallrefrigerationdevicestosolveprojectorslight,portablerefrigeration/hotwaterdispenser,etc.Theincubatorcorecomponentsforovertemperaturesleepandnotworkproperlytechnicalforegroundandkeyissuesareprospected.Keywords:semiconductorrefrigeration,Principleofwork,Projectors,Refrigerationcoefficient,Optimalvaluecoefficient,半導(dǎo)體致冷器是由半導(dǎo)體所組成的一種冷卻裝置，于1960年左右才出現(xiàn)，然而其理論基礎(chǔ)Peltiereffect可追溯到19世紀(jì)。這現(xiàn)象最早是在1821年，由一位德國科學(xué)家ThomasSeeback首先發(fā)現(xiàn)，不過他當(dāng)時(shí)做了錯(cuò)誤的推論，并沒有領(lǐng)悟到背后真正的科學(xué)原理。到了1834年，一位法國表匠，同時(shí)也是兼職研究這現(xiàn)象的物理學(xué)家JeanPeltier，才發(fā)現(xiàn)背后真正的原因，這個(gè)現(xiàn)象直到近代隨著半導(dǎo)體的發(fā)展才有了實(shí)際的應(yīng)用，也就是[致冷器]的發(fā)明(注意，這種叫致冷器，還不叫半導(dǎo)體致冷器)。由許多N型和P型半導(dǎo)體之顆粒互相排列而成，而NP之間以一般的導(dǎo)體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導(dǎo)體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅干一樣來，陶瓷片必須絕緣且導(dǎo)熱良好.1半導(dǎo)體制冷片的工作原理在原理上，半導(dǎo)體的制冷片只能算是一個(gè)熱傳遞的工具，雖然制冷片會主動(dòng)為芯片散熱，但依然要將熱端的高于芯片的發(fā)熱量散發(fā)掉。在制冷片工作期間，只要冷熱端出現(xiàn)溫差，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動(dòng)到熱端并通過散熱設(shè)備散發(fā)出去。因此，制冷片對于芯片來說是主動(dòng)制冷的裝置，而對于整個(gè)系統(tǒng)來說，只能算是主動(dòng)的導(dǎo)熱裝置，因此，采用半導(dǎo)體制冷裝置的ZENO96智冷版，依然要采取主動(dòng)散熱的方式對制冷片的熱端進(jìn)行降溫。2半導(dǎo)體制冷片的散熱方式

半導(dǎo)體制冷片件的散熱是一門專業(yè)技術(shù)，也是半導(dǎo)體制冷片件能否長期運(yùn)行的基礎(chǔ)。良好的散熱才能獲得最低冷端溫度的先決條件。

1）、自然散熱。

采用導(dǎo)熱較好的材料，紫銅鋁材料做成各種散熱片，在靜止的空氣中自由的散發(fā)熱量，使用方便，缺點(diǎn)是體積太大。

2）、充液散熱。

用較好的散熱材料做成水箱，用通液體或通水的方法降溫。缺點(diǎn)是用水不方便，浪廢太大，優(yōu)點(diǎn)是體積小，散熱效果最好。

3）、強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱。

工作氣氛為流動(dòng)空氣，散熱片所用的材料和自然散熱片相同，使用方便，體積比自然冷卻的小，缺點(diǎn)是增加一個(gè)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)噪音。

4）、真空潛熱散熱。

最常用的就是“熱管”散熱片，它是利用蒸發(fā)潛熱快速傳遞熱容量。3制冷片的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)1）、不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動(dòng)部件是一種固體片件，工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、壽命長，安裝容易。

2）、半導(dǎo)體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個(gè)片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。

3）、半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計(jì)算機(jī)控制，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

4）、半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。

5）、半導(dǎo)體制冷片的反向使用就是溫差發(fā)電，半導(dǎo)體制冷片一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。

6）、半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

7）、半導(dǎo)體制冷片的溫差范圍，從正溫90℃到負(fù)溫度130℃都可以實(shí)現(xiàn)。

通過以上分析，半導(dǎo)體溫差電片件應(yīng)用范圍有：制冷、加熱、發(fā)電，制冷和加熱應(yīng)用比較普遍。4制冷片的技術(shù)應(yīng)用1）、軍事方面：導(dǎo)彈、雷達(dá)、潛艇等方面的紅外線探測、導(dǎo)行系統(tǒng)。

2）、醫(yī)療方面；冷力、冷合、白內(nèi)障摘除片、血液分析儀等。

3）、實(shí)驗(yàn)室裝置方面：冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恒溫、高低溫實(shí)驗(yàn)儀片。

4）、專用裝置方面：石油產(chǎn)品低溫測試儀、生化產(chǎn)品低溫測試儀、細(xì)菌培養(yǎng)箱、恒溫顯影槽、電腦等5總結(jié)半導(dǎo)體制冷"的效果就主要取決于電荷載體運(yùn)動(dòng)的兩種材料的能級差，即熱電勢差。純金屬的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，但制冷效率極低（不到1%）。半導(dǎo)體材料具有極高的熱電勢，可以成功的用來做小型的熱電制冷器。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對數(shù)來決定。參考文獻(xiàn)【1】周亞訓(xùn)，王曉東．溫度和電場對a-SiC：HTFLED發(fā)光亮度的影響[J]．半導(dǎo)體光電，2000，21(1)：70-72.

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