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半导体冰箱是如何制冷的?半导体制冷原理是什么?

发布日期:2018-05-06 10:29:21

半导体冰箱是如何制冷的?半导体制冷原理是什么?

半导体冰箱大家可能比较陌生,也不了解半导体冰箱是如何制冷的?它是利用半导体的温差效应-就是珀尔帖效应来完成制冷的,半导体冰箱的制冷原理是当电流从任何两种导体所构成的电偶对中流过时,在接头处有吸热和放热现象,所吸收或放出的热量,仅与两种导体的性质及接头的温度有关,而与导体其它部分的情况无关,这就是珀尔帖效应。它是可逆效应,改变电流的方向,则冷热端就会互相变换,原来的冷端变为热端、热端变为冷端。构成电偶对的两种导体参与导电的载流子平均能量差别越大,则珀尔帖效应越明显,n型半导体和p型半导体构成的电偶对,由于其载流子平均能量差别大,所以珀尔帖效应比较强。

一个电偶所产生的制冷效应较小,所以半导体冰箱实际上都是将数十个电偶连接而成电堆。电偶之间利用铜或铝联接片焊接而成,将冷端排在一起,放在半导体冰箱内部,热端排在一起,放在冰箱之外,这样就达到了用半导体冰箱制冷的目的。电堆根据所要求的温差分为单级电堆和多级电堆,通常单级电堆制冷最大温差在50度左右,为了获得较大的温差和更低的温度,可采用多级电堆制冷。多级电堆的结构是第二级电堆的热端贴在第一级电堆的冷端,第一级电堆实际上起着第二级电堆的散热器的作用,一般半导体冰箱只需二级或三级电堆。采用二级电堆制冷,实际可达零下50度,从室温降至零下50度大约需一小时。各级电堆之间在电路上可采用串联、并联和串并联三种。串联多级电堆每一级工作电流都相同,级与级之间有良好的绝缘。并联多级电堆工作总电流较大,但级与级之间不必电绝缘。

半导体冰箱是如何制冷的,现在大家清楚了吧,半导体冰箱与我们常用的压缩式冰箱结构类似,箱体和控制部分也可以通用,主要差别在制冷系统上。半导体冰箱无机械传动部分,不用制冷剂,因而无噪音,无泄漏无污染,可靠性高,多级半导体制冷的热电堆设备简单,体积小重量轻,冷却速度快、可通过调节工作电流来控制冷却速度,便于手动和自动控制,其内部电路维修简单方便。缺点是半导体冰箱必须使用直流电源,要通以温度较低的冷却水(或冷风),使用很不方便,而且成本较高。但随着电子电工技术的发展,半导体冰箱也必将有其广阔的使用发展空间。

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