半導體(ti)車(che)載冰箱電子制冷原理(li)介(jie)紹2

半導體電子制(zhi)冷(leng)(leng)又稱(cheng)熱電制(zhi)冷(leng)(leng)，或者溫(wen)差電制(zhi)冷(leng)(leng)，它是利(li)用“帕爾帖效應”的(de)一種(zhong)制(zhi)冷(leng)(leng)方(fang)法(fa)，與壓(ya)縮式制(zhi)冷(leng)(leng)和(he)吸收式制(zhi)冷(leng)(leng)并稱(cheng)為世界三大(da)制(zhi)冷(leng)(leng)方(fang)式。

1843年(nian)，法(fa)國物理學家帕(pa)爾(er)帖(tie)在銅絲的(de)(de)兩頭(tou)各接(jie)一(yi)(yi)根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接(jie)到直(zhi)流(liu)電源的(de)(de)正負極(ji)上(shang)，通(tong)電后，他驚(jing)奇的(de)(de)發現(xian)(xian)一(yi)(yi)個接(jie)頭(tou)變(bian)熱(re)，另(ling)一(yi)(yi)個接(jie)頭(tou)變(bian)冷；這個現(xian)(xian)象后來就(jiu)被(bei)稱為“帕(pa)爾(er)帖(tie)效應”。

“帕(pa)爾(er)帖效應(ying)”的(de)(de)物(wu)理(li)原理(li)為：電荷(he)載(zai)體(ti)(ti)在(zai)導體(ti)(ti)中(zhong)運動(dong)形成電流，由于(yu)電荷(he)載(zai)體(ti)(ti)在(zai)不同(tong)的(de)(de)材(cai)料中(zhong)處于(yu)不同(tong)的(de)(de)能(neng)級，當它從(cong)高能(neng)級想低(di)能(neng)級運動(dong)時(shi)，就會釋放出多(duo)余的(de)(de)熱(re)量。反之，就需要(yao)從(cong)外界吸(xi)收熱(re)量（即表(biao)現為制(zhi)冷(leng)）。

所以，“半(ban)導體電(dian)子(zi)制(zhi)冷(leng)”的(de)(de)(de)效果(guo)就主(zhu)要取(qu)決(jue)于電(dian)荷載體運動的(de)(de)(de)兩種材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)能(neng)級差(cha)，即熱(re)電(dian)勢差(cha)。純金屬的(de)(de)(de)導電(dian)導熱(re)性(xing)能(neng)好，但制(zhi)冷(leng)效率極低（不到1%）。半(ban)導體材(cai)(cai)料具(ju)有(you)極高(gao)的(de)(de)(de)熱(re)電(dian)勢，可以成(cheng)功(gong)的(de)(de)(de)用(yong)來做(zuo)小型的(de)(de)(de)熱(re)電(dian)制(zhi)冷(leng)器。

經過多次(ci)實驗，科學家發現(xian)：P型半(ban)導體(ti)（Bi2Te3-Sb2Te3）和(he)N型半(ban)導體(ti)(Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差(cha)最大，應用中(zhong)能夠在(zai)冷(leng)接點處表現(xian)出明顯制冷(leng)效(xiao)果。

通(tong)上電源之后(hou)，冷端的(de)(de)熱量(liang)被(bei)移到(dao)(dao)熱端，導(dao)致(zhi)冷端溫(wen)度(du)降(jiang)低，熱端溫(wen)度(du)升高，這(zhe)就是(shi)(shi)著(zhu)名(ming)的(de)(de)Peltiereffect。這(zhe)現(xian)(xian)象最早是(shi)(shi)在1821年，由一位(wei)德國科學(xue)家(jia)ThomasSeeback首先發(fa)現(xian)(xian)，不(bu)過他當時(shi)做了錯誤的(de)(de)推論，并(bing)沒(mei)有領(ling)悟到(dao)(dao)背後真正的(de)(de)科學(xue)原(yuan)理。到(dao)(dao)了1834年，一位(wei)法國表(biao)匠，同時(shi)也是(shi)(shi)兼職(zhi)研究這(zhe)現(xian)(xian)象的(de)(de)物理學(xue)家(jia)JeanPeltier，才發(fa)現(xian)(xian)背後真正的(de)(de)原(yuan)因，這(zhe)個(ge)現(xian)(xian)象直到(dao)(dao)近代(dai)隨著(zhu)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)(de)發(fa)展才有了實際的(de)(de)應(ying)用，也就是(shi)(shi)[致(zhi)冷器(qi)]的(de)(de)發(fa)明(注意，這(zhe)種叫(jiao)致(zhi)冷器(qi)，還不(bu)叫(jiao)半(ban)導(dao)體(ti)致(zhi)冷器(qi))。下面我(wo)們來看(kan)一下半(ban)導(dao)體(ti)致(zhi)冷器(qi)的(de)(de)結(jie)構：

由許多(duo)N型和P型半導(dao)體(ti)之顆粒互相排列而成，而NP之間以一(yi)般的導(dao)體(ti)相連接而成一(yi)完整線(xian)路，通常是銅、鋁或其他(ta)金屬(shu)導(dao)體(ti)，最(zui)後由兩(liang)片(pian)陶瓷片(pian)像(xiang)(xiang)夾(jia)心(xin)餅乾一(yi)樣(yang)夾(jia)起來(lai)，陶瓷片(pian)必須(xu)絕緣且導(dao)熱良好，外觀如(ru)右圖所示，看起來(lai)像(xiang)(xiang)三(san)明治(下圖為實物圖)：

電(dian)子冰(bing)箱(xiang)簡(jian)單結構為：將P型半導(dao)體，N型半導(dao)體，以及銅(tong)板，銅(tong)導(dao)線連(lian)成一(yi)個回路，銅(tong)板和(he)導(dao)線只起導(dao)電(dian)作用，回路由12V直(zhi)流(liu)電(dian)供電(dian)，接通(tong)電(dian)流(liu)后，一(yi)個接點(dian)變(bian)冷（冰(bing)箱(xiang)內部），另(ling)一(yi)個接頭(tou)散(san)熱（冰(bing)箱(xiang)后面散(san)熱器）。

半導體電子制冷的優點

1.結構簡單，部(bu)件少，維修方便；

2.無機械傳動部件，無磨損，無噪音，壽(shou)命長；

3.無需(xu)(xu)制冷劑制冷（壓縮式和吸收式都需(xu)(xu)要(yao)），絕對環保；

4.效(xiao)率高，耗(hao)電量低（在100W以下，耗(hao)電量只(zhi)有壓縮式(shi)和吸收式(shi)的一(yi)半。

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證(zheng)車(che)載(zai)冰箱通風口與散熱孔的(de)暢通；注(zhu)意及時清理風扇或防塵罩(zhao)上的(de)灰塵；

2.切勿將(jiang)物品塞(sai)入車(che)載冰箱散熱孔和進風口孔處、汽車(che)冰箱使用時應遠離熱源。

3.當從加熱功能(neng)轉換(huan)制(zhi)冷功能(neng)時，建議關掉電源，5分(fen)鐘后再(zai)啟動汽車冰箱。

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

5.確定(ding)半導(dao)體制冷箱的變化溫度(du)(du)和環(huan)境溫度(du)(du)，這(zhe)些將提供給(gei)你可期望的半導(dao)體制冷箱能達(da)到溫度(du)(du)方(fang)面的粗略指導(dao)，制冷溫度(du)(du)標示通常為(wei)：可達(da)到低于環(huan)境溫度(du)(du)度(du)(du)以(yi)下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目視檢查風扇是否(fou)運轉；

2.檢查產(chan)品電流。如果(guo)接近5安培，可有把握的說帕爾(er)貼元件、PCB或保險開關沒問(wen)題；

3.如無電流(liu)，檢(jian)查(cha)PCB上帕爾貼元件連接處的電壓。

4.如(ru)顯示12V或(huo)更高，那么PCB和溫度保險絲良好(hao)，建(jian)議更換帕爾貼(tie)元件(jian)。

5.如無電壓，檢查保險(xian)絲確定是PCB還是保險(xian)絲壞了。