半(ban)導體車載冰箱電子制冷原理介(jie)紹2

半(ban)導體電(dian)子(zi)制(zhi)(zhi)冷又稱熱電(dian)制(zhi)(zhi)冷，或者溫差(cha)電(dian)制(zhi)(zhi)冷，它是利用“帕爾帖效應”的一種制(zhi)(zhi)冷方(fang)法(fa)，與壓(ya)縮(suo)式制(zhi)(zhi)冷和吸收式制(zhi)(zhi)冷并稱為世(shi)界三(san)大制(zhi)(zhi)冷方(fang)式。

1843年，法(fa)國物理學家帕爾(er)(er)帖在銅絲(si)的(de)兩頭各接一(yi)根鉍絲(si)，再將(jiang)兩根鉍絲(si)分(fen)別接到直流電源(yuan)的(de)正(zheng)負極上(shang)，通電后(hou)，他驚奇的(de)發現一(yi)個(ge)接頭變(bian)(bian)熱，另一(yi)個(ge)接頭變(bian)(bian)冷；這個(ge)現象后(hou)來就被稱為(wei)“帕爾(er)(er)帖效應”。

“帕爾帖(tie)效應”的物(wu)理(li)原理(li)為：電荷載體(ti)在導體(ti)中(zhong)運動形(xing)成(cheng)電流，由(you)于電荷載體(ti)在不同的材料(liao)中(zhong)處于不同的能級，當它從高能級想(xiang)低能級運動時，就(jiu)會釋放出多余的熱(re)量(liang)。反之，就(jiu)需要從外界吸收熱(re)量(liang)（即表(biao)現(xian)為制冷）。

所(suo)以，“半導(dao)體電子(zi)制冷(leng)(leng)”的(de)效果(guo)就主要取(qu)決于電荷載體運動(dong)的(de)兩(liang)種材(cai)料(liao)的(de)能(neng)級差(cha)，即熱(re)(re)電勢差(cha)。純金屬的(de)導(dao)電導(dao)熱(re)(re)性能(neng)好(hao)，但制冷(leng)(leng)效率(lv)極(ji)低（不到1%）。半導(dao)體材(cai)料(liao)具有(you)極(ji)高(gao)的(de)熱(re)(re)電勢，可(ke)以成功的(de)用(yong)來做小型的(de)熱(re)(re)電制冷(leng)(leng)器。

經(jing)過多次實(shi)驗，科學(xue)家發現：P型半導(dao)體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半導(dao)體(Bi2Te3-Bi2Se3)的(de)熱(re)電勢差最(zui)大，應用中能夠(gou)在冷接(jie)點處表現出明顯制冷效果。

通上電源之(zhi)后(hou)，冷(leng)(leng)端(duan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)被移到(dao)熱(re)端(duan)，導(dao)致(zhi)冷(leng)(leng)端(duan)溫(wen)度(du)降低，熱(re)端(duan)溫(wen)度(du)升高，這就(jiu)是(shi)(shi)著名的(de)(de)(de)(de)Peltiereffect。這現(xian)象(xiang)最早是(shi)(shi)在1821年(nian)，由一位德國科學家ThomasSeeback首先發(fa)現(xian)，不過他當時做了錯誤的(de)(de)(de)(de)推論，并沒有領(ling)悟到(dao)背(bei)後(hou)真正的(de)(de)(de)(de)科學原理。到(dao)了1834年(nian)，一位法國表匠，同(tong)時也(ye)是(shi)(shi)兼職研究這現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理學家JeanPeltier，才發(fa)現(xian)背(bei)後(hou)真正的(de)(de)(de)(de)原因，這個(ge)現(xian)象(xiang)直到(dao)近代隨著半(ban)導(dao)體的(de)(de)(de)(de)發(fa)展才有了實際的(de)(de)(de)(de)應(ying)用，也(ye)就(jiu)是(shi)(shi)[致(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)]的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)(注意，這種(zhong)叫(jiao)致(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)，還不叫(jiao)半(ban)導(dao)體致(zhi)冷(leng)(leng)器(qi))。下面我們來(lai)看一下半(ban)導(dao)體致(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)的(de)(de)(de)(de)結構：

由(you)許多N型和P型半導(dao)體之顆粒互相(xiang)排列而成，而NP之間以一(yi)(yi)般的導(dao)體相(xiang)連接而成一(yi)(yi)完整線(xian)路，通常是銅、鋁或其他金(jin)屬導(dao)體，最後由(you)兩片陶(tao)瓷片像(xiang)夾(jia)心餅乾一(yi)(yi)樣夾(jia)起來，陶(tao)瓷片必(bi)須絕緣且導(dao)熱良好(hao)，外觀如右圖所示，看起來像(xiang)三明治(下圖為(wei)實物(wu)圖)：

電(dian)子冰箱簡單結(jie)構為：將P型半(ban)導(dao)體，N型半(ban)導(dao)體，以及(ji)銅板，銅導(dao)線連成一(yi)個回路(lu)，銅板和導(dao)線只起(qi)導(dao)電(dian)作(zuo)用，回路(lu)由12V直流(liu)電(dian)供電(dian)，接通(tong)電(dian)流(liu)后，一(yi)個接點變冷（冰箱內部），另一(yi)個接頭(tou)散熱(re)（冰箱后面散熱(re)器）。

半導體電子制冷的優點

1.結構(gou)簡單，部件(jian)少，維修方便(bian)；

2.無機械傳動部件，無磨(mo)損，無噪音(yin)，壽命長；

3.無需制(zhi)冷劑(ji)制(zhi)冷（壓縮式和吸收式都需要），絕對環保(bao)；

4.效率高(gao)，耗(hao)(hao)電量(liang)低(di)（在100W以下，耗(hao)(hao)電量(liang)只(zhi)有壓(ya)縮式和吸收(shou)式的一半。

半導體冰箱使用注意事項

1.請(qing)保證車載冰箱通風口與(yu)散(san)熱孔的暢通；注意(yi)及時(shi)清理風扇或防塵(chen)罩上的灰塵(chen)；

2.切勿將物品塞入車載冰箱散熱(re)孔和進風(feng)口孔處、汽車冰箱使用時(shi)應遠離熱(re)源。

3.當從加(jia)熱功能轉(zhuan)換制冷(leng)功能時，建議關掉電(dian)源，5分鐘后(hou)再啟動汽(qi)車(che)冰(bing)箱。

4.清(qing)(qing)潔車載冰箱時，請關掉所有電源、請不要使用強(qiang)力清(qing)(qing)潔劑清(qing)(qing)理冰箱。

5.確定半(ban)導體(ti)制(zhi)(zhi)冷箱的(de)(de)變化(hua)溫(wen)度(du)和(he)環(huan)境溫(wen)度(du)，這些將提供給你可(ke)期望的(de)(de)半(ban)導體(ti)制(zhi)(zhi)冷箱能達到溫(wen)度(du)方面的(de)(de)粗略指導，制(zhi)(zhi)冷溫(wen)度(du)標(biao)示通(tong)常為：可(ke)達到低于(yu)環(huan)境溫(wen)度(du)度(du)以下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目(mu)視檢查風扇是否運轉；

2.檢查產品電流。如(ru)果接近5安培，可(ke)有(you)把握的說帕(pa)爾(er)貼元件(jian)、PCB或保險開關沒問題；

3.如無電(dian)流(liu)，檢查PCB上帕爾貼元件連接(jie)處的電(dian)壓(ya)。

4.如顯(xian)示12V或更高(gao)，那(nei)么(me)PCB和溫度保險絲良好，建議(yi)更換帕爾貼元件。

5.如無電壓，檢查保(bao)險(xian)(xian)絲確(que)定是(shi)PCB還是(shi)保(bao)險(xian)(xian)絲壞(huai)了。