半导体制冷器基本应用

2023-11-05 04:14:13 来源：互联网分类：电气知识

　　半导体制冷器基本应用

　　1、半导体制冷器基本介绍

　　半导体制冷片，也叫热电制冷片，它是利用半导体材料的Peltier效应来实现制冷或者制热的产品。由帕尔贴效应可知，通过在半导体致冷器的两端加载一个适当的直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端。此时，制冷器的一端温度就会下降，而另一端的温度就会同时上升。值得注意的是，只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。

　　2、半导体制冷器的主要特色

　　半导体制冷器是一个小电压，电流的特性，在一些中小功率热量传输，但是需要复杂控温的热控过程当中，可以提供很大的帮助。半导体致冷器并不可应用在所有的领域，但在一些特定的情况下它是一个的挑选。与其他制冷设备相比，热电制冷器具有很多优势

　　3、半导体制冷器件主要的规格参数

　　(1)半导体制冷器外形尺寸：通常规格的器件为方形，也有长方形和圆形，多级器件的宝塔形等。民用单层器件厚度约3-5mm，双层或多层近乎3mm的倍数。

　　(2)较大制冷量：保持器件热面温度27℃(或50℃，军品还有按照25℃)时可从冷面抽运热量的较大值。实际运行时的制冷量通常远小于该数值，较大制冷量一般用来比较不同规格器件的制冷能力。

　　(3)半导体制冷器较大温差电压：器件维持两端温差大小的能力与加在器件上的直流电压成正比，达到大温差时的电压称为大温差电压，施加的电压高于该电压后温差将会减小。

　　(5)较大温差电流：是确定器件功率的重要指标，有时用电阻值替代表示，是冷热面温度27℃时(温差为0)在大温差电压下的电流值，器件工作时的电流一般小于该值，实际工作电流还会随着温差增加、热面温度升高而减小。

　　4、半导体制冷器件选型方法

　　各个厂家根据本身的制冷器效率会有不同的建议值，以下仅为选型建议。

　　1.为了挑选制冷器件规格要先确定需要的制冷量，如果不可确切的测量或计算也可以通过温升等外部状况推算和估计，将估算值标记为Qc。

　　2.对于制冷温差30℃-60℃的非常规制冷应用，需要选用2.5*Qc甚至更高制冷量的规格，因为器件的特性是随着温差增加抽运热的能力呈线性下降。或者咨询厂家在工作工况下的制冷量。

　　3.挑选半导体制冷器件时还应充分地考虑到散热条件的制约，散热条件直接影响器件热面的温度，制冷器总的散热量等于制冷量+制冷器的输入功率，如果散热不充分制冷器的冷热端之间会产生漏热现象，引起制冷器的效率下降。

　　4.作为挑选时的一种方案是建议较多数量的小功率器件代替较少数量的大功率器件，获得相同的制冷量，目的在于增加热源面积下降散热功率密度。

　　5.在制冷器设计的过程种，当PN结的长宽高确定之后，一旦电压确定，制冷器PN结的对数基本上已经确定。

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