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半导体致冷
半导体致冷
产品型号:TEC1,TES1
半导体致冷也叫温差电致冷是利用半导体材料的温差电效应——即珀尔帖效应来实现致冷的一门新兴技术。如果把不同极性的两种半导体材料(P型、N型),联接成电偶对,通过直流电流时就发生能量的转移;电流由N型元件流向P型元件时便吸收热量,这个端面为冷面,电流由P型元件流向N型元件时便放出热量,这个端面为热面。如图所荆?


2、温差电致冷的优越性
a、体积小重量轻,具有致冷和加热两种功能:改变直流电源的极性,同一致冷器可实现加热和致冷两种功能。
b、精确温控:使用闭环温控电路,精度可达+-0.1oC。
c、高可靠性:致冷组件为固体器件,无运动部件,因此失效率低。寿命大于二十万小时。
d、工作时无声:与机械制冷系统不一样,工作时不产生噪音。
e、可使用常规电源:致冷器对电源要求不高。可使用一般直流电源,工作电压和电流可在大范围内调整。12V额定电压,实际可使用到8V-14V,开关电源和变压器电源均可,波纹系数在10%以内。
f、可实现点致冷:可只冷却一专门的元件或特定的面积。
g、具有发电能力:若在致冷组件两面建立温差,则可产生直流电。
3、性能参数与曲线
a、反映组件的热电性能的主要参数是最大温差电流,最大温差、最大致冷功率和最大温差电压。
b、最大温差电流(Imax)指的是热面温度27oC,冷面无热负荷,致冷组件能达到最大温差时的工作电流,单位A。
c、最大温差( Tmax)指的是热面温度27oC,冷面无热负荷时,组件能达到的最大温差,单位oC,此时致冷组件在最大温差电流Imax工作。
d、最大致冷功率(Qcmax)指的是热面温度27oC,致冷组件在冷面能吸收的最大热负荷,单位W,此时致冷组件在最大温差电流Imax工作。
e、最大温差电压(Vmax)指的是热面温度27oC,冷面无热负荷时,致冷组件在最大温差电流Imax工作时的电压,单位V。TEC1-12704温差电致冷组件在几种热面温度时的特性曲线见图C


4、半导体制冷应用成功的关键是散热
A、一块60W左右的制冷片体积只有40×40×5mm,重20g。如图(1),冷热面最大温差可达60oC以上。由于冷热两面的温差在60oC左右。两面间距在4mm,其制冷效果的好坏有几点关键之处,这里综合多年生产、应用情况,总结一、二,供广大朋友借鉴。
如图(2)是半导体制冷应用的典型应用核心装置结构图。当通以一定电压的直流电时,芯片就会一面发热,一面制冷。制冷片一面通过传冷块向A部空间吸收热量,另一面通过散热器将从A部吸收的热量传送到B部空间。由于向B部空间传递的热量除从A部吸收的处,还有半导体自身的电阻热效应等,所以热功率大于电功率。
要达到理想的制冷散热效果,除选用合适的电压电流外,热端还要有良好的散热条件,冷热两面冷热中和达到最小(即零)。这就要求,两面之间完全隔离,两接触面热阻小。为此,(1)两面产生的热量要及时传递;(2)要A、B两个空间温差达到冷片两面温差,就是要设法减小温度梯度。(3)要使A 空间温度低,就要设法降低B空间散热器温度。(4)制冷空间要有良好的绝热封闭性。

具体方法:
1、安装中首先对制冷芯片进行一次性发泡成型。或先用绝热硅胶灌封后,再一次性发泡成型(如图3),以减少两面之间的芯片内冷热中和(业余条件下用绝热胶灌封后再加泡沫板隔离)。2、冷热两传导接触面除要进行平整、光洁外,还要加涂优质导热硅脂。3、连接冷热两块的紧固螺钉,要进行绝热处理,减少热中和。4、选用优质传导材料,采用挤压成型法(增大密度)制作传冷块及散热片。5、尽可能的增大传冷块,散热器面积。6、制冷状态下,对B空间散热器采用风冷或水冷辅助散热。
B、若用水冷散热方式将获得更好的效果。
采用热交换器水冷散热,结构如图,将制冷片与热交换器开槽面吻合而形成热交换循环水道,由于散热面直接与水接触,因而热面温度梯高较小,而长的循环水道保证冷却水得以充分利用,同时,自身的阻力作用也限制了冷却用水量,具体联接方式如图,将制冷片与热交换器、传冷板由夹板螺丝固定后,再在致冷片与热交换器接合四边滴胶封闭以免漏水, 在致冷片与致冷板接合面间涂导热硅酯。
目前,尚有利用热管作为散热器散热,利用热超导的原理散热效好。


参考价格:70
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