半导体制冷学习资料.doc

《半导体制冷学习资料.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、精品好文档，推荐学习交流一、引言材料是当今世界的三大支柱产业之一，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步，材料的发展更是日新月异，新材料层出不穷，其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴的热门材料，其实半导体制冷技术早在十九世纪三十年代就已经出现了，但其性能一直不尽如人意，一直到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展，热点制冷器才逐渐从实验室走向工程实践，在国防、工业、农业、医疗和日常生活等领域获得应用，大到可以做核潜艇的空调，小到可以用来冷却红外线探测器的探头，因此通常又把热电制冷器称为半导体制冷器。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11精品好

2、文档，推荐学习交流二、半导体制冷器件的工作原理半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即：ab=Iπabπab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数，单位为[V],πab为正值时，表示吸热，反之为放热，由于吸放热是可逆的，所以πab=－πab。金属材料的帕尔帖效

3、应比较微弱，而半导体材料则要强得多，因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11精品好文档，推荐学习交流三、半导体制冷的优点半导体制冷器的尺寸小，可以制成体积不到1cm小的制冷器；重量轻，微型制冷器往往能够小到只有几克或几十克。无机械传动部分，工作中无噪音，无液、气工作介质，因而不污染环境，制冷参数不受空间方向以及重力影响，在大的机械过载条件下，能够正常地工作;通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率；通过切换电流方向，可是制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于自动控制。仅供学习与交流，如有侵权请联系网

4、站删除谢谢11精品好文档，推荐学习交流四、半导体制冷的应用：1、在高技术领域和军事领域　　对红外探测器，激光器和光电倍增管等光电器件的制冷。比如，德国Micropelt公司的半导体制冷器体积非常小，只有1个平方毫米，可以和激光器一起使用TO封装。2、在农业领域的应用　　温室里面过高或过低的温度，都将导致秧苗坏死，尤其部分名贵植物对环境更加敏感，迫切需要将适宜的温度检测及控制系统应用于现代农业。3、在医疗领域中的应用半导体温控系统在医学上的应用更为广泛。如：用于蛋白质功能研究、基因扩增的高档PCR仪、电泳仪及一些智能精确温控的恒温仪培养箱等；用于开发具有特殊温度平台的扫描探针显微镜等。仅供学

5、习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11精品好文档，推荐学习交流五、半导体制冷器件大致可以分为四类：1、用于冷却某一对象或者对某个特定对象进行散热，这种情况大量出现在电子工业领域中；2、用于恒温，小到对个别电子器件维持恒温，大到如制造恒温槽，空调器等;3、制造成套仪器设备，如环境实验箱，小型冰箱，各种热物性测试仪器等;4、民用产品，冷藏烘烤两用箱，冷暖风机等。六、箱体设计根据计划我们打算制作一个冰箱，根据功能及实用性的要求，尺寸初步确定为26㎝×22㎝×15㎝的长方体，测绘好图纸，我们制作了个模型，把元器件的位置预留出来，发现冷藏室的空间远远不及当初的预计值，电源模块及散热系统的空间也相对

6、有限，于是根据实际情况加大了箱体的尺寸，冷藏室改进后的容积达到了5L左右。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11精品好文档，推荐学习交流七、制冷系统根据半导体制冷片的参数，只需12V的直流电源就可正常工作，其额定功率为30W左右，冷端极限温度能达到0℃以下，而热端必须及时把多余热量散发出去，否则会导致冷端的极限温度上移，甚至损坏制冷片。于是我们选购了2个制冷片进行模拟检测，使用电脑电源，手工制作的散热片，起初制冷效果很好，时间长了制冷效果愈加恶劣，甚至冷端开始发热，原因就是热端的温度积累到一定程度无法散去，我们的散热器采取强迫风冷式，由于手工制作比较粗略，无法使制冷片长期工作在最佳

7、环境下运行，从而使我们的实验无法再继续下去，给我们的后续工作带来了很大压力，后来我们把散热片泡在水里，以提高散热能力，为制冷片创造一个最佳工作环境，经过多重检测，得出以下结论，在电源功率允许，散热条件良好的情况下，制冷片完全可以达到标称的制冷效果。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11精品好文档，推荐学习交流八、温控系统为了保持冷藏室的温度恒定，我们采用了电子式温度控制器，对温度进行自动调节。它可以在+50～-5