半导体制冷片的研究及应用-南京理工大学紫金学院-大学物理实验中心

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1、半导体制冷片的研究及应用蒋少良L=J(南京理工大学紫金学院计算机系网络工程(2)班090602219)摘要:评述介绍了一种不同于传统制冷的半导体制冷技术的工作原理、材料特性和制冷特点及其取代传统制冷的优势,对研制一种小型制冷装置,以解决投影仪光源,便携冷藏/保温箱•冷热饮水机等核心部件因超温睡眠而无法正常工作的技术前景和关键问题进行了展望。关键词:半导体制冷;工作原理;投影仪;制冷系数;优值系数;SemiconductorrefrigerationpieceofresearchandapplicationJiangShaoLiang

2、(nanjinguniversityzijincollegecomputerdepartmentnetworkengineering⑵class090602219)Abstract:Itintroducesakindofdifferentfromtraditionalrefrigerationofsemiconductorrefrigerationtechnologyworks,materialpropertiesandrefrigerationcharacteristicsandreplacetraditionalrefriger

3、ationadvantage,todevelopasmallrefrigerationdevicestosolveprojectorslight,portablerefrigeration/hotwaterdispenser,etc.Theincubatorcorecomponentsforovertemperaturesleepandnotworkproperlytechnicalforegroundandkeyissuesareprospected・Keywords:semiconductorrefrigeration,Prin

4、cipleofwork,Projectors,Refrigerationcoefficient,Optimalvaluecoefficient,半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置,于1960年左右才出现,然而其理论基础Peltiereffect可追溯到19世纪。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现,不过他当时做了错误的推论,并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年,一位法国表匠,同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier,才发现背后真正的原因,这个现象直到近代随著半导

5、体的发展才有了实际的应用,也就是[致冷器]的发明(注意,这种叫致冷器,还不叫半导体致冷器)。由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成,而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最後由两片陶瓷片像夹心饼干一样来,陶瓷片必须绝缘且导热良好.1半导体制冷片的工作原理在原理上,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111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

6、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。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。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

7、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。3制冷片的优点及特点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)、

8、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

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