半導體制冷技術詳解及相關應用解決方案

半導體制冷

又稱電子制冷，或者溫差電制冷，是從50年代發展起來的一門介于制冷技術和半導體技術邊緣的學科，它利用特種半導體材料構成的P-N結，形成熱電偶對，產生珀爾帖效應，即通過直流電制冷的一種新型制冷方法，與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為三大制冷方式。

珀爾帖效應(PELTIEREFFECT) 

1834年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的相反效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。

半導體制冷片制冷原理

半導體制冷片（TE）也叫熱電制冷片，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。

半導體制冷片的工作運轉是用直流電流，它既可制冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一制冷片上實現制冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理，半導體制冷片的工作原理是：當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料連結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流后，就能產生能量的轉移，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體材料N、P的元件對數來決定。制冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆，以達到增強制冷的效果。

半導體制冷技術的優勢

半導體制冷只要采用半導體制冷片作為特種冷源，在技術應用上具有明顯的優勢和特點：

不需要任何制冷劑，沒有污染源；可連續工作，沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件，是一種固體片件；

與傳統的機械式制冷器件不同，熱電制冷器在工作過程中基本上不會產生任何電子干擾信號，它可以與敏感的電子感應器相連接，并不會干擾其工作。另外，它在運行過程中也不會產生任何噪音；

半導體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，且制冷和制熱可以快速切換，因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和制冷系統。

半導體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現在0.1 ℃范圍內精確地控制溫度。再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統。

由于全部為固態基構造，熱電制冷器具有很高的可靠性。盡管某種程度上與應用條件有關，但是典型熱電制冷器的壽命一般可以達到200,000小時以上。

傳統的散熱器需要將溫度升高到環境溫度以上才可以使用，與其不同的是熱電制冷器具有將物體溫度降低到環境溫度以下的能力。

既然半導體制冷技術有這么好的效果，這么多的優點，那么半導體制冷技術都會應用到哪些領域呢？

01 *事

雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導航系統。

冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀、冷敷機等。

冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恒溫、高低溫實驗儀片。

石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恒溫顯影槽、電腦等。

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