电子制冷片

电子制冷片,或者叫半导体制冷片,(行业名是叫温差电致冷组件),你看到迷宫是制冷片的晶粒(NP型半导体:半导体致冷器是由特殊的N型和P型半导体组成。),饮水机上面用的有127对。
同压缩式、吸收式在制冷原理和设备方面均无相同之点。
晶粒制作材料:是以碳化轨为基体的三元固溶体合金,其中P型是因2e3SbZe3N型是mZTe3-BiZSe3采用垂直区熔法提取晶体材料。
半导体致冷原理:
1.半导体致冷原理:把一个N型和P型半导体的粒子用金属连接片焊接而成一个电偶对。当直流电流从N极流向P极时,2.3端上产生吸热现象,此端称冷端而下面1.4端产生放热现象,此端称热端如果电流方向反过来,则冷热端相互转换。由于一个电偶产生热效应较小(一般约 IKcalh)所以实际上将几十。上百对电偶联成的热电堆。所以半导体的致冷-一吸热示日放热是由载流子(电子和空穴)流过结点,由势能的变化而引起的能量传递这是半导体致冷的本质。 
2.半导体致冷过程:电子由负极出发经过金属片--流向P4--P-再流向P3--结点金属片--从结点2--到达N--再返过结点1--到达金属片回到电源正极。由于左半部是P型,导电方式是空穴,空穴流动方向与电子流动方向相反,所以空穴是结点3金属片--P--结点4金属片--到电源负极。结点4金属中的空穴具有的能量低于P型中空穴能量,当空穴在电场作用下要从3到达P型,必须要增加能量,并把这部分势能转蛮为空穴的垫能.因而在结点3处的1金属被冷却下来,当空穴流向4时,金属片曲于P型中空穴能量太子金属中空穴的能量,因而要释放多余的势能,要将热放出来这4处的金属片是被加热。右半部是N型,与金属片联接是靠自由电子导电的,而在结点2金属中势能低于N型电子势能,当自由电子在电场作用1电子通过结点2到达N型时必然要增加垫能,这部分势能只能从金属片势能取得,同时必然使结点2金属片冷下来。当电子由N型流向结点发光二极管封装1金属片时,由于电子从势能较高的地方流向势能低处,故要释放多余的垫能.并变成热能,在结点1处使金属片加热,是热端。
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半导体制冷片工作原理2010年01月14日 星期四 09:42
    半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片,是一种热泵,它的优点是没有滑动部件,应用在一些空间受到限制,可靠性要求高,无制冷剂污染的场合。
  半导体制冷片的工作运转是用直流电流,它既可制冷又可加热,通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热,这个效果的产生就是通过热电的原理,以下的图就是一个单片的制冷片,它由两片陶瓷片组成,其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋),这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成
半导体制冷片的工作原理
    当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定,以下三点是热电制冷的温差电效应。
  1、 塞贝克效应(SEEBECK EFFECT)
  一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时,如两个连接点保持不同的温差,
则在导体中产生一个温差电动势: ES=S.△T
  式中:ES为温差电动势
  S(?)为温差电动势率(塞贝克系数)
  △T为接点之间的温差
  2、 珀尔帖效应(PELTIER EFFECT)
  一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应,即当电流流经两个不同导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热大小由电流的大小来决定。
  Qл=л.I л=aTc
  式中:Qπ 为放热或吸热功率
wcdl  π为比例系数,称为珀尔帖系数
  I为工作电流
  a为温差电动势率
  Tc为冷接点温度
  3、 汤姆逊效应 (THOMSON EFFECT)
  当电流流经存在温度梯度的导体时,除了由导体电阻产生的焦耳热之外,导体还要放出或吸收热量,在温差为△T的导体两点之间,其放热量或吸热量为:
  Qτ=τ.I.△T
  Qτ为放热或吸热功率
  τ为汤姆逊系数
  I为工作电流
  △T为温度梯度
  以上的理论直到本世纪五十年代,苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量
研究,于一九五四年发表了研究成果,表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果,这是最早的也是最重要的热电半导体材料,至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。
  约飞的理论得到实践应用后,有众多的学者进行研究到六十年代半导体制冷材料的优值系数,才达到相当水平,得到大规模的应用,也就是我们现在的半导体制冷片件。
  中国在半导体制冷技术开始于50年代末60年代初,当时在国际上也是比较早的研究单位之一,60年代中期,半导体材料的性能达到了国际水平,60年代末至80年代初是我国半导体制冷片技术发展的一个台阶。在此期间,一方面半导体制冷材料的优值系数提高,另一方面拓宽其应用领域。中国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力,获得了半导体制冷片,因而才有了现在的半导体制冷片的生产及其两次产品的开发和应用。
制冷片的技术应用
半导体制冷片作为特种冷源,在技术应用上具有以下的优点和特点:
1、不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源没有旋转部件,不会产生回转效应,没有滑动部件是一种固体片件,工作时没有震动、噪音、寿命长,安装容易。
2、半导体制冷片具有两种功能,既能制冷,又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。
3、半导体制冷片是电流换能型片件,通过输入电流的控制,可实现高精度的温度控制,再加上温度检测和控制手段,很容易实现遥控、程控、计算机控制,便于组成自动控制系统。
4、 半导体制冷片热惯性非常小,制冷制热时间很快,在热端散热良好冷端空载的情况下,通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差。
5、 半导体制冷片的反向使用就是温差发电,半导体制冷片一般适用于中低温区发电。
6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小,但组合成电堆,用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话,功率就可以做的很大,因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。
7、 半导体制冷片的温差范围,从正温90℃到负温度130℃都可以实现。
通过以上分析,半导体温差电片件应用范围有:制冷、加热、发电,制冷和加热应用比较普遍,有以下几个方面:
1、 军事方面:导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。
2、 医疗方面;冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。
3、 实验室装置方面:冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。
4、 专用装置方面:石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。
5、 日常生活方面:空调、冷热两用箱、饮水机、等。此外,还有其它方面的应用,这里就不一一提了。
半导体制冷片的散热方式
  半导体制冷片件的散热是一门专业技术,也是半导体制冷片件能否长期运行的基础。良好
的散热才能获得最低冷端温度的先决条件。以下就是半导体制冷片的几种散热方式:
  1、 自然散热。
  采用导热较好的材料,紫铜铝材料做成各种散热片,在静止的空气中自由的散发热量,使用方便,缺点是体积太大。
  2、 充液散热。
  用较好的散热材料做成水箱,用通液体或通水的方法降温。缺点是用水不方便,浪废太大,优点是体积小,散热效果最好。
  3、 强迫风冷散热。
  工作气氛为流动空气,散热片所用的材料和自然散热片相同,使用方便,体积比自然冷却的小,缺点是增加一个风机出现噪音。
  4、 真空潜热散热。
  最常用的就是“热管”散热片,它是利用蒸发潜热快速传递热容量。
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©2011 Baidu朋友早上好!不错,学习了,谢谢!
挺不错的,拿来学习了一下!谢谢!
在原理上,半导体的制冷片只能算是一个热传递的工具,虽然制冷片会主动为芯片散热,但依然要将热端的高于芯片的发热量散发掉。在制冷片工作期间,只要冷热端出现温差,热量便不断地通过晶格的传递,将热量移动到热端并通过散热设备散发出去。因此,制冷片对于芯片来说是主动制冷的装置,而对于整个系统来说,只能算是主动的导热装置,因此,采用半导体制冷装置的ZENO96智冷版,依然要采取主动散热的方式对制冷片的热端进行降温。  风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热,通常热端的温度在没有散热装置的时候会达到100度左右,极易超过制冷片的承受极限,而且半导体制冷效率的关键就是要尽快降低热端温度以增大两端温差,提高制冷效果,因此在热端采用大型的散热片以及主动的散热风扇将有助于散热系统的优良工作。在正常使用情况下,冷热端的温差将保持在4065度之间。  当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。吸热和放热的大
小是通过电流的大小以及半导体材料NP的元件对数来决定,以下三点是热电制冷的温差电效应。
1、塞贝克效应低压成型机
全球定位寻人系统  SEEBECKEFFECT  一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时,如两个连接点保持不同的温差,则在导体中产生一个温差电动势:ES=S.式中:ES为温差电动势  S为温差电动势率(塞贝克系数)  T为接点之间的温差地磁指数预报
2、珀尔帖效应
  PELTIEREFFECT  一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应,即当电流流经两个不同导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热大小由电流的大小来决定。  Qл=л.Iл=aTc  式中:为放热或吸热功率  π为比例系数,称为珀尔帖系数  I为工作电流  a为温差电动势率  Tc殊胜诃子为冷接点温度

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