半(ban)導體車(che)載冰箱電子制(zhi)冷原理介紹2

半導(dao)體電(dian)(dian)子制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)又稱熱電(dian)(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)，或(huo)者(zhe)溫差電(dian)(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)，它是(shi)利用“帕爾(er)帖效應”的一種制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)方法，與壓縮式(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)和吸收式(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)并稱為世(shi)界(jie)三大制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)方式(shi)。

1843年，法國物(wu)理(li)學家帕爾帖在(zai)銅絲(si)的(de)兩頭(tou)各接(jie)一(yi)根鉍絲(si)，再(zai)將(jiang)兩根鉍絲(si)分別接(jie)到直流(liu)電源的(de)正負極上，通電后，他(ta)驚(jing)奇(qi)的(de)發現一(yi)個(ge)接(jie)頭(tou)變(bian)熱，另一(yi)個(ge)接(jie)頭(tou)變(bian)冷(leng)；這個(ge)現象后來就被(bei)稱(cheng)為“帕爾帖效應”。

“帕(pa)爾帖(tie)效應”的物理原理為：電荷(he)載體(ti)在導體(ti)中運(yun)動形成電流，由于電荷(he)載體(ti)在不同(tong)的材料中處于不同(tong)的能(neng)(neng)級(ji)，當它從高能(neng)(neng)級(ji)想低(di)能(neng)(neng)級(ji)運(yun)動時，就會釋放出多余的熱量(liang)。反之，就需要從外界吸收熱量(liang)（即表(biao)現為制(zhi)冷）。

所以，“半導體電(dian)(dian)子制冷”的(de)(de)效果就主要取決(jue)于電(dian)(dian)荷載(zai)體運動的(de)(de)兩種材料的(de)(de)能級差(cha)，即熱電(dian)(dian)勢差(cha)。純(chun)金屬(shu)的(de)(de)導電(dian)(dian)導熱性能好，但制冷效率極低（不到(dao)1%）。半導體材料具有極高的(de)(de)熱電(dian)(dian)勢，可以成功的(de)(de)用來做小型(xing)的(de)(de)熱電(dian)(dian)制冷器。

經過多次實驗，科學家發現：P型半(ban)導(dao)體(ti)（Bi2Te3-Sb2Te3）和(he)N型半(ban)導(dao)體(ti)(Bi2Te3-Bi2Se3)的(de)熱電勢差最大(da)，應用中能(neng)夠在冷接(jie)點處表(biao)現出明顯制冷效果。

通上(shang)電(dian)源之后，冷(leng)端(duan)的(de)熱量被移(yi)到(dao)熱端(duan)，導(dao)致(zhi)(zhi)冷(leng)端(duan)溫度降低，熱端(duan)溫度升(sheng)高，這(zhe)就是著(zhu)名的(de)Peltiereffect。這(zhe)現象(xiang)最早是在1821年，由一位(wei)德國科學家ThomasSeeback首(shou)先發現，不(bu)(bu)過他當時做了(le)錯(cuo)誤的(de)推論，并沒有領悟到(dao)背後(hou)真(zhen)正的(de)科學原(yuan)理(li)。到(dao)了(le)1834年，一位(wei)法國表匠，同時也(ye)是兼(jian)職研究這(zhe)現象(xiang)的(de)物理(li)學家JeanPeltier，才(cai)發現背後(hou)真(zhen)正的(de)原(yuan)因，這(zhe)個(ge)現象(xiang)直到(dao)近代(dai)隨著(zhu)半導(dao)體(ti)的(de)發展才(cai)有了(le)實際的(de)應用(yong)，也(ye)就是[致(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi)]的(de)發明(注意(yi)，這(zhe)種叫致(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi)，還不(bu)(bu)叫半導(dao)體(ti)致(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi))。下面(mian)我們來看一下半導(dao)體(ti)致(zhi)(zhi)冷(leng)器(qi)的(de)結構：

由(you)許多(duo)N型和P型半(ban)導(dao)體之(zhi)顆(ke)粒(li)互相排列而成，而NP之(zhi)間(jian)以一般(ban)的導(dao)體相連接而成一完整(zheng)線路，通(tong)常是銅、鋁或其(qi)他金屬(shu)導(dao)體，最後(hou)由(you)兩片陶(tao)瓷片像夾心餅(bing)乾一樣(yang)夾起來，陶(tao)瓷片必須絕緣且導(dao)熱良好，外觀如右(you)圖所示，看起來像三(san)明治(下圖為(wei)實物圖)：

電(dian)(dian)子冰(bing)(bing)箱簡單結構為：將P型(xing)半(ban)導(dao)體，N型(xing)半(ban)導(dao)體，以(yi)及銅板，銅導(dao)線(xian)連成一個回路(lu)，銅板和導(dao)線(xian)只(zhi)起導(dao)電(dian)(dian)作(zuo)用，回路(lu)由12V直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)供電(dian)(dian)，接(jie)通電(dian)(dian)流(liu)(liu)后，一個接(jie)點變冷（冰(bing)(bing)箱內(nei)部(bu)），另一個接(jie)頭(tou)散熱（冰(bing)(bing)箱后面散熱器(qi)）。

半導體電子制冷的優點

1.結構簡單，部件少，維修方便；

2.無機械傳動部件，無磨損(sun)，無噪(zao)音(yin)，壽命(ming)長；

3.無需(xu)制(zhi)冷劑制(zhi)冷（壓縮(suo)式和(he)吸收式都需(xu)要(yao)），絕對環保；

4.效率高(gao)，耗(hao)電量(liang)(liang)低(di)（在100W以下，耗(hao)電量(liang)(liang)只有壓縮(suo)式和吸收(shou)式的(de)一半。

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證車載(zai)冰箱通風(feng)口與散熱孔的暢通；注意及時(shi)清理風(feng)扇(shan)或防塵罩(zhao)上的灰塵；

2.切勿將物品塞入車(che)載冰(bing)箱散熱孔和進風口孔處、汽車(che)冰(bing)箱使用時(shi)應遠離熱源(yuan)。

3.當(dang)從加熱功能轉(zhuan)換制冷功能時，建議關掉電(dian)源，5分鐘后(hou)再啟動汽車冰箱。

4.清潔車(che)載冰(bing)(bing)箱時，請(qing)關掉(diao)所(suo)有電源、請(qing)不要使用強力清潔劑清理冰(bing)(bing)箱。

5.確定(ding)半導(dao)體制(zhi)冷(leng)箱的(de)變化溫(wen)度和環境(jing)(jing)溫(wen)度，這些將提(ti)供(gong)給(gei)你可(ke)期望的(de)半導(dao)體制(zhi)冷(leng)箱能達(da)到(dao)溫(wen)度方面的(de)粗略(lve)指導(dao)，制(zhi)冷(leng)溫(wen)度標示通常為：可(ke)達(da)到(dao)低于環境(jing)(jing)溫(wen)度度以下(xia)。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目(mu)視檢查(cha)風扇是否運(yun)轉；

2.檢(jian)查產品電流。如果(guo)接近(jin)5安培，可有把握的說帕爾貼元件(jian)、PCB或保(bao)險開關沒問題(ti)；

3.如無電流，檢查PCB上(shang)帕爾貼(tie)元件(jian)連接處的電壓。

4.如顯示12V或更(geng)高(gao)，那么PCB和溫度保險絲良好(hao)，建議更(geng)換帕爾貼元(yuan)件。

5.如無電壓，檢(jian)查保險(xian)(xian)絲確定是(shi)PCB還是(shi)保險(xian)(xian)絲壞了。