半導體製冷的優、缺點及應用

來源:鞍山核心電子技術有限公司 作者:核心電子

  隨著科學技術的迅猛發展,半導體致冷器件的材料體係、摻雜種類與濃度、製造工藝等技術性難題被攻破。在國內已有陶瓷工藝方法製備半導體製冷材料的技術,據鑒定,通過該技術研製的材料性能指標處於國際先進水平。另外,具有我國自主知識產權的高效半導體熱電元件,其優值係數已在原來的基礎上,成倍增長,可以超過 13×10-3K。現在高效的半導體製冷器在溫差 50~C時,製冷係數大於3,製冷效率還能高於壓縮機製冷。

  如今技術的發展使半導體製冷的優勢重新顯現出來。半導體製冷是一種固體製冷方式,它是靠空穴和電子在運動中直接傳遞熱量來實現的。與壓縮機製冷係統相比,沒有機械轉動部分,無需製冷劑,無 噪聲,無汙染,可靠性高,壽命長,而且可電流反向加熱,易於恒溫控製等等。由於元件本身性能得到改進,以前認為是不可能應用這一技術的冷凍箱及 100L以上的冷藏箱,如今也能應用了。半導體冷藏櫃等產品在數十年前還隻是一個夢想,現在已完全進入到了實用階段。

  不過半導體製冷突出的優勢,還在於可實現微小型製冷,功率可做到1W以下,且極輕極小(<50ram 3,<1g),傳統的機械式壓縮製冷難以替代。比如現在半導體激光器和個人電腦的CPU冷卻係統中已經開始應用這一技術。半導體製冷在許多特殊應用領域具有廣闊的應用前景。

  此外,半導體製冷器件可以用來製作其他許多小家電產品,如帳內小空調、汽車小空調、冷暖機、除濕器、冷飲杯、製冰機、冷暖飲水機、冷暖床墊、空調椅、魚缸水溫調節器、各類芯片製冷器等。

  那麽,半導體製冷片存在哪些優缺點呢?

  半導體製冷片圖冊半導體製冷片作為特種冷源,在技術應用上具有以下的優點和特點:

  1、不需要任何製冷劑,可連續工作,沒有汙染源沒有旋轉部件,不會產生回轉效應,沒有滑動部件是一種固體片件,工作時沒有震動、噪音、壽命長,安裝容易。

  2、半導體製冷片具有兩種功能,既能製冷,又能加熱,製冷效率一般不高,但製熱效率很高,永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱係統和製冷係統。

  3、半導體製冷片是電流換能型片件,通過輸入電流的控製,可實現高精度的溫度控製,再加上溫度檢測和控製手段,很容易實現遙控、程控、計算機控製,便於組成自動控製係統。

  4、半導體製冷片熱慣性非常小,製冷製熱時間很快,在熱端散熱良好冷端空載的情況下,通電不到一分鍾,製冷片就能達到最大溫差。

  5、半導體製冷片的反向使用就是溫差發電,半導體製冷片一般適用於中低溫區發電。

  6、半導體製冷片的單個製冷元件對的功率很小,但組合成電堆,用同類型的電堆串、並聯的方法組合成製冷係統的話,功率就可以做的很大,因此製冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的範圍。

  7、半導體製冷片的溫差範圍,從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現。

  通過以上分析,半導體溫差電片件應用範圍有:製冷、加熱、發電,製冷和加熱應用比較普遍,有以下幾個方麵:

  1、軍事方麵:導彈、雷達、潛艇等方麵的紅外線探測、導行係統。

  2、醫療方麵;冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。

  3、實驗室裝置方麵: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。

  4、專用裝置方麵: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。

  5、日常生活方麵:空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。

  TEC是利用半導體材料珀爾帖製成的,是通過改變輸入電流的方向來實現對目標物體進行加熱或製冷的。我們的TEC係列產品有密封和不密封兩種封裝,密封的TEC擁有防水防塵等特點,而不密封的TEC則散熱效果更好,效率更高。

  此模塊廣泛應用在諸多領域,如控製激光係統溫度,冰箱製冷,飲水機加熱,空調和電腦CPU溫度調節,固體激光器溫度控製,光學元件溫度調節等。

  鞍山核心電子技術有限公司(www.laowangyx.com)主要產品有: TEC(半導體製冷器)溫度控製器、激光驅動器、激光控製器、LED 控製器、LED電源貼片元件盒等多類別十餘個品種。控製器產品實現了體積小,模塊化,高效率,低噪聲等功能特色。

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