半導體(ti)車(che)載(zai)冰箱電子制冷原理介紹2

半導(dao)體電(dian)子制(zhi)(zhi)(zhi)冷又稱(cheng)(cheng)熱電(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)冷，或者(zhe)溫(wen)差電(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)冷，它是利用“帕爾帖(tie)效應”的一種制(zhi)(zhi)(zhi)冷方法，與(yu)壓縮式制(zhi)(zhi)(zhi)冷和吸收(shou)式制(zhi)(zhi)(zhi)冷并稱(cheng)(cheng)為世(shi)界三大制(zhi)(zhi)(zhi)冷方式。

1843年，法國(guo)物理學家帕爾(er)帖在銅絲(si)(si)的(de)兩(liang)頭各接一(yi)根鉍絲(si)(si)，再將(jiang)兩(liang)根鉍絲(si)(si)分別接到(dao)直流電源的(de)正負極上，通(tong)電后(hou)，他(ta)驚(jing)奇(qi)的(de)發現(xian)一(yi)個(ge)接頭變(bian)熱，另一(yi)個(ge)接頭變(bian)冷；這個(ge)現(xian)象后(hou)來就被稱為“帕爾(er)帖效應”。

“帕爾帖效應”的(de)(de)物理(li)原理(li)為(wei)：電荷(he)載體(ti)在導體(ti)中(zhong)(zhong)運動(dong)形成(cheng)電流，由于電荷(he)載體(ti)在不(bu)同的(de)(de)材料中(zhong)(zhong)處于不(bu)同的(de)(de)能級(ji)，當它(ta)從高能級(ji)想(xiang)低能級(ji)運動(dong)時(shi)，就(jiu)會釋放出多余的(de)(de)熱量(liang)。反之，就(jiu)需要從外界吸收熱量(liang)（即(ji)表(biao)現為(wei)制冷）。

所以，“半導體電(dian)(dian)子(zi)制冷(leng)”的效(xiao)果就主要取決于(yu)電(dian)(dian)荷載(zai)體運動(dong)的兩種材料的能級差，即熱(re)電(dian)(dian)勢差。純金(jin)屬的導電(dian)(dian)導熱(re)性能好，但制冷(leng)效(xiao)率極低（不到1%）。半導體材料具有極高的熱(re)電(dian)(dian)勢，可以成(cheng)功的用(yong)來做小型的熱(re)電(dian)(dian)制冷(leng)器。

經過多次實驗，科學家(jia)發現：P型半導體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半導體(Bi2Te3-Bi2Se3)的(de)熱(re)電勢差(cha)最大，應用中(zhong)能(neng)夠在冷接點處表現出明顯制冷效果(guo)。

通上電源(yuan)之后，冷(leng)(leng)端(duan)的(de)(de)熱(re)量被移(yi)到熱(re)端(duan)，導致(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)端(duan)溫度降(jiang)低，熱(re)端(duan)溫度升高，這就是(shi)著(zhu)名的(de)(de)Peltiereffect。這現(xian)象最早是(shi)在1821年(nian)，由(you)一(yi)位(wei)德國科學家(jia)ThomasSeeback首先發現(xian)，不過他當時做了錯(cuo)誤的(de)(de)推論(lun)，并沒(mei)有領悟到背後真正(zheng)的(de)(de)科學原(yuan)理。到了1834年(nian)，一(yi)位(wei)法國表匠(jiang)，同時也(ye)是(shi)兼(jian)職研究(jiu)這現(xian)象的(de)(de)物(wu)理學家(jia)JeanPeltier，才發現(xian)背後真正(zheng)的(de)(de)原(yuan)因，這個現(xian)象直到近代隨(sui)著(zhu)半導體(ti)的(de)(de)發展才有了實際的(de)(de)應用，也(ye)就是(shi)[致(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)]的(de)(de)發明(ming)(注意，這種(zhong)叫(jiao)致(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)，還不叫(jiao)半導體(ti)致(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)(qi))。下面(mian)我們(men)來看一(yi)下半導體(ti)致(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)的(de)(de)結構：

由(you)許多N型和P型半(ban)導體(ti)之顆(ke)粒(li)互(hu)相排列而成(cheng)，而NP之間(jian)以一般(ban)的(de)導體(ti)相連接而成(cheng)一完(wan)整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導體(ti)，最後由(you)兩片陶(tao)瓷(ci)片像夾心餅乾一樣(yang)夾起來(lai)，陶(tao)瓷(ci)片必(bi)須(xu)絕(jue)緣且導熱良好，外觀(guan)如右圖所示，看起來(lai)像三明治(下圖為實物圖)：

電(dian)子冰(bing)箱簡單結構為：將P型半導(dao)體，N型半導(dao)體，以及(ji)銅板(ban)，銅導(dao)線連成一個(ge)(ge)回路，銅板(ban)和導(dao)線只起導(dao)電(dian)作用，回路由(you)12V直流電(dian)供電(dian)，接通電(dian)流后(hou)，一個(ge)(ge)接點變冷(leng)（冰(bing)箱內部），另一個(ge)(ge)接頭散熱（冰(bing)箱后(hou)面(mian)散熱器）。

半導體電子制冷的優點

1.結(jie)構簡單，部件少，維修方便；

2.無機械(xie)傳(chuan)動(dong)部(bu)件，無磨(mo)損，無噪音，壽命(ming)長；

3.無(wu)需(xu)(xu)制(zhi)冷(leng)劑制(zhi)冷(leng)（壓縮式和吸收式都(dou)需(xu)(xu)要(yao)），絕(jue)對(dui)環保(bao)；

4.效率(lv)高，耗電(dian)量低(di)（在100W以(yi)下(xia)，耗電(dian)量只有壓(ya)縮式和吸收式的一半(ban)。

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證車載冰(bing)箱通風口與散(san)熱孔的(de)暢通；注意及時清理風扇或防塵罩上的(de)灰塵；

2.切勿將物品塞入車載冰箱(xiang)散熱(re)孔和進(jin)風口孔處、汽車冰箱(xiang)使用時應遠(yuan)離熱(re)源。

3.當(dang)從加(jia)熱功(gong)能轉換制冷功(gong)能時，建議關掉電源，5分鐘后(hou)再啟動汽車冰箱。

4.清潔車(che)載(zai)冰(bing)箱時，請關掉所(suo)有電源(yuan)、請不(bu)要使用強力清潔劑(ji)清理(li)冰(bing)箱。

5.確定(ding)半導體(ti)(ti)制(zhi)冷箱的變化溫(wen)度(du)(du)和(he)環(huan)境溫(wen)度(du)(du)，這(zhe)些(xie)將(jiang)提供(gong)給你可(ke)(ke)期望的半導體(ti)(ti)制(zhi)冷箱能達到溫(wen)度(du)(du)方面的粗略(lve)指導，制(zhi)冷溫(wen)度(du)(du)標示(shi)通(tong)常為：可(ke)(ke)達到低(di)于環(huan)境溫(wen)度(du)(du)度(du)(du)以(yi)下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目視檢(jian)查風扇是否運轉(zhuan)；

2.檢查產品(pin)電流。如果接(jie)近(jin)5安(an)培，可有把(ba)握的說帕爾(er)貼(tie)元件、PCB或保險開關沒問(wen)題；

3.如無電流，檢(jian)查PCB上帕爾貼(tie)元件連接處的電壓。

4.如(ru)顯示12V或更高(gao)，那(nei)么PCB和溫度保(bao)險絲(si)良好，建議(yi)更換(huan)帕爾貼元(yuan)件。

5.如(ru)無(wu)電壓，檢查保險絲確定是(shi)(shi)PCB還是(shi)(shi)保險絲壞了。