半導體車載冰箱(xiang)電(dian)子制冷原理介紹(shao)2

半導體(ti)電(dian)(dian)子制(zhi)冷(leng)(leng)又稱熱電(dian)(dian)制(zhi)冷(leng)(leng)，或(huo)者溫差電(dian)(dian)制(zhi)冷(leng)(leng)，它是利用(yong)“帕爾帖效應(ying)”的一(yi)種(zhong)制(zhi)冷(leng)(leng)方法，與壓縮(suo)式(shi)制(zhi)冷(leng)(leng)和吸收式(shi)制(zhi)冷(leng)(leng)并(bing)稱為世界三(san)大制(zhi)冷(leng)(leng)方式(shi)。

1843年，法國物理學家帕(pa)(pa)爾(er)(er)帖(tie)在銅絲的兩(liang)頭各接(jie)一根(gen)鉍絲，再(zai)將兩(liang)根(gen)鉍絲分別(bie)接(jie)到直流電源的正(zheng)負極上(shang)，通電后，他驚(jing)奇的發(fa)現(xian)一個接(jie)頭變(bian)熱，另(ling)一個接(jie)頭變(bian)冷(leng)；這(zhe)個現(xian)象(xiang)后來(lai)就被稱為“帕(pa)(pa)爾(er)(er)帖(tie)效應”。

“帕爾帖效應”的物理(li)原理(li)為：電(dian)荷載(zai)體(ti)在導體(ti)中運動形(xing)成電(dian)流，由于電(dian)荷載(zai)體(ti)在不同(tong)的材料(liao)中處于不同(tong)的能級，當它從高能級想(xiang)低能級運動時，就會釋放出多(duo)余的熱量。反之(zhi)，就需要從外界(jie)吸收熱量（即表現為制冷）。

所以，“半導(dao)(dao)體(ti)(ti)電子制(zhi)冷”的(de)效果就主(zhu)要(yao)取決(jue)于電荷載體(ti)(ti)運(yun)動的(de)兩種材料的(de)能級(ji)差(cha)，即(ji)熱電勢差(cha)。純金屬(shu)的(de)導(dao)(dao)電導(dao)(dao)熱性能好，但制(zhi)冷效率(lv)極低（不到1%）。半導(dao)(dao)體(ti)(ti)材料具有極高的(de)熱電勢，可以成功的(de)用來做小型(xing)的(de)熱電制(zhi)冷器(qi)。

經過多次實驗，科(ke)學家發現：P型半(ban)(ban)導體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半(ban)(ban)導體(Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差最大，應用中能夠(gou)在冷接點(dian)處表現出明顯制(zhi)冷效果。

通上(shang)電源之后，冷端(duan)的(de)(de)(de)熱量(liang)被(bei)移(yi)到熱端(duan)，導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)冷端(duan)溫(wen)度降(jiang)低，熱端(duan)溫(wen)度升(sheng)高(gao)，這就是(shi)著(zhu)名的(de)(de)(de)Peltiereffect。這現象(xiang)(xiang)最早是(shi)在1821年(nian)，由一位(wei)德國科學家(jia)ThomasSeeback首先發(fa)現，不(bu)過他當(dang)時做了(le)錯誤(wu)的(de)(de)(de)推論，并沒(mei)有領(ling)悟(wu)到背後真(zhen)正的(de)(de)(de)科學原理(li)。到了(le)1834年(nian)，一位(wei)法國表匠，同時也(ye)是(shi)兼職研(yan)究(jiu)這現象(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)物理(li)學家(jia)JeanPeltier，才(cai)發(fa)現背後真(zhen)正的(de)(de)(de)原因，這個現象(xiang)(xiang)直到近代隨著(zhu)半(ban)導(dao)體的(de)(de)(de)發(fa)展才(cai)有了(le)實際的(de)(de)(de)應用，也(ye)就是(shi)[致(zhi)(zhi)(zhi)冷器(qi)(qi)]的(de)(de)(de)發(fa)明(注意(yi)，這種(zhong)叫致(zhi)(zhi)(zhi)冷器(qi)(qi)，還不(bu)叫半(ban)導(dao)體致(zhi)(zhi)(zhi)冷器(qi)(qi))。下(xia)面我們(men)來(lai)看一下(xia)半(ban)導(dao)體致(zhi)(zhi)(zhi)冷器(qi)(qi)的(de)(de)(de)結構：

由許多N型和P型半導體(ti)之(zhi)顆(ke)粒互(hu)相(xiang)排(pai)列而成，而NP之(zhi)間以一般的(de)導體(ti)相(xiang)連接而成一完整(zheng)線路(lu)，通常是銅(tong)、鋁或其他金屬導體(ti)，最後由兩(liang)片(pian)陶瓷(ci)片(pian)像夾心餅乾一樣(yang)夾起來，陶瓷(ci)片(pian)必須絕緣且(qie)導熱良好，外觀如右圖所示，看起來像三(san)明(ming)治(下(xia)圖為實(shi)物圖)：

電(dian)(dian)子冰(bing)箱簡單結構為：將P型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)，N型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)，以(yi)及銅板(ban)，銅導(dao)線連成一(yi)個回路，銅板(ban)和導(dao)線只起導(dao)電(dian)(dian)作(zuo)用，回路由12V直流(liu)電(dian)(dian)供電(dian)(dian)，接通電(dian)(dian)流(liu)后，一(yi)個接點(dian)變冷(leng)（冰(bing)箱內部），另一(yi)個接頭散(san)熱（冰(bing)箱后面散(san)熱器）。

半導體電子制冷的優點

1.結(jie)構(gou)簡單(dan)，部(bu)件少，維修方(fang)便；

2.無(wu)機械傳(chuan)動部件，無(wu)磨損，無(wu)噪音，壽命長；

3.無需(xu)制冷(leng)劑制冷(leng)（壓(ya)縮式和吸收(shou)式都需(xu)要(yao)），絕(jue)對環保；

4.效率高，耗(hao)(hao)電(dian)量(liang)低（在100W以下(xia)，耗(hao)(hao)電(dian)量(liang)只有壓縮(suo)式和吸收式的一半(ban)。

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證車載冰(bing)箱通風(feng)口與散熱(re)孔的暢(chang)通；注(zhu)意及時(shi)清(qing)理風(feng)扇(shan)或(huo)防塵(chen)罩上(shang)的灰塵(chen)；

2.切勿將(jiang)物品(pin)塞入車(che)載冰箱散熱(re)孔和(he)進(jin)風口孔處(chu)、汽車(che)冰箱使用時應遠離熱(re)源(yuan)。

3.當從加(jia)熱功能轉換制冷功能時，建議關(guan)掉電源，5分鐘后再啟動汽車冰箱。

4.清潔車載冰(bing)箱(xiang)時，請關(guan)掉所(suo)有(you)電(dian)源、請不要使(shi)用強力清潔劑清理冰(bing)箱(xiang)。

5.確(que)定(ding)半導(dao)體制冷箱的(de)變化溫度(du)(du)和環(huan)境(jing)溫度(du)(du)，這些(xie)將提供給你可(ke)期望的(de)半導(dao)體制冷箱能(neng)達到溫度(du)(du)方面的(de)粗略指導(dao)，制冷溫度(du)(du)標(biao)示通常為：可(ke)達到低于環(huan)境(jing)溫度(du)(du)度(du)(du)以下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目視檢(jian)查風(feng)扇是否運轉(zhuan)；

2.檢查產品(pin)電流(liu)。如果接(jie)近5安培，可有把握的說帕爾貼元件、PCB或保險開關沒問(wen)題；

3.如(ru)無電(dian)流，檢查PCB上帕爾貼(tie)元件連接(jie)處的電(dian)壓。

4.如顯示12V或更(geng)高，那么PCB和溫度保險絲良(liang)好，建議更(geng)換(huan)帕爾貼元件(jian)。

5.如(ru)無電(dian)壓，檢查(cha)保險絲(si)確定是PCB還是保險絲(si)壞(huai)了。