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制冷片工作原理
制冷片工作状态是一面制冷一面发热,在制冷片工作时必须给热面良好散热,严禁在无散热条件下给制冷片通电超过2秒,造成过热烧坏!
测试制冷片好坏可用一节电池试验
操作方法是:一只手捏住制冷片的两面,另一只手把制冷片的导线按在电池的两极上,若能感觉到一面微冷一面微热就说明制冷片是好的,能够正常工作。
制冷片按尺寸分:10*1015*1520*2023*2330*3040*4050*5062*62双层长方形
制冷片按电流分:2A3A4A5A6A7A8A9A10A12A14A15A18A
半导体制冷器给我们带来散热新概念
半导体制冷器在通电的情况下,两端极板会产生一定的温差,人们正是利用它的冷凝面为物体提供一个低温环境、发热面提供热源能量。倒是效果非常明显,使用极其方便。这里谈到的半导体制冷器是根据热电效应技术的特点,采用特殊半导体材料热电堆来制冷,能够将电能直接转换为热能,效率较高。
半导体制冷器的用途很多,可用于制作便携冷藏/保温箱、冷热饮水机等。也用于电子器件的散热。目前制冷器所采用的半导体材料最主要为碲化铋,加入不纯物经过特殊处理而成N型或P型半导体温差元件。它的工作特点是一面制冷而一面发热。接通直流电源后,电子由负极(-)出发,首先经过
P型半导体,在此吸收热量,到了N型半导体,又将热量放出,每经过一个NP模组,就有热量由一边被送到另外一边,造成温差,从而形成冷热端。
安装使用
制冷片的安装及使用很简单。在安装前,最好准备一点导热硅脂,然后,找一节干电池,接在制冷器两根引线上,就可感觉到一端明显发凉而另一端发热,记住引线的极性并确定好制冷器的冷、热端。正式安装时,在制冷器两端均匀涂上导热硅脂,在物体与散热器之间插入制冷片,请注意先试好的冷热面方向,冷面贴着物体,热面与强力的(功率越高越好)散热片接触。然后想法固定好三者。固定好后,就可以给制冷片和风扇接上电源了(一定要注意极性)。使用12V左右的电压,在此电压下制冷片的制冷量和冷热面温差都比较合适。
热电致冷芯片(ThermoelectricCoolingModule)及温差发电芯片(ThermoelectricPowergeneratingModule)的理论基础早在19世纪初即被科学家发现。公元1821年(约180年前)德国科学家ThomasJohannSeebeck(1770-1831)发布塞贝克效应(SeebackEffect)此效应为日后研发温差发电芯片的基础。随后不久(1834),法国表匠JeanCharlesAthanasePeltier也发布了珀尔帖效应(PeltierEffect)此效应为日后研发致冷芯片的基础。但是当时并无今日发展神速的半导体工业,科学家无法利用以上两个效应来研发创造新的产品。直到1960年(约40年前),靠着半导体工业的配合,致冷芯片与发电芯片才问世。
致冷芯片的名称热电致冷芯片的名称很多。如热电致冷模块(ThermoelectricCoolingModule),热电致冷芯片(ThermoelectricCoolingChip),制冷芯片,热电致冷器(ThermoelectricCooler),珀尔帖致冷器(PeltierCooler),珀尔帖单体(PeltierCell),也有人称它为热泵(HeatPump)。在中国大陆,最普遍的名称为半导体致冷器。浅见,若改称固态式致冷器(solidstatecooler)会更加贴切。
致冷芯片的优点热电致冷芯片与传统冷冻压缩机互相比较,有优点,但也有缺点。它的体积小,无噪音,不使用冷煤,因此无环保公害。寿命长。可倒立或侧立使用,无方向的限制。特别适用于航空器或太空舱。造价较高,但日后几乎不需维护。
致冷芯片的缺点它最大的缺点是能源转换效率低。一般约在40%至50%之间。而传统式冷冻压缩机的效率,一般约在95%之上。因此致冷芯片无法用在大型空调或大型冰箱的场合。但愿科学家的研究能有所突破。提高效率。届时冷冻工业将有一番新的面目出现。
致冷芯片的用途致冷芯片有如以上的优缺点。它的用途,依随它的特性,存在日常生活的各种角落中。在日常生活用品,航天工业,医学生物化验,军事民生工业等,处处可见。最常见的用途如计算机CPU的冷却(MicroprocessorCooler),除湿箱,雷射发光头的冷却(LaserDiodeCooler),车用行动冷藏箱(PortablePicnicCooler),冰水机(WaterCooler),冷热敷疗器(TherapyWaterPad),小型冰箱(MiniRefrigerator),血液分析仪(BloodAnalyzer)等等。
也可以用来发电珀尔帖效应(PeltierEffect)与塞贝克效应(SeebackEffect)是从不同的角度来解释同一种物理现象。珀尔帖效应解释电流可以产生温差。塞贝克效应解释温差可以产生电流。所以有致冷芯片,当然也有发电芯片。
发电芯片的英文名称也多样化。常用的简称有,G.(ThermoelectricGenerator)或是(ThermoelectricGeneratingModule)。其它常见的名称有"TEPowerGeneratingModule","TEmoduleforElectricGeneration",及"PowerModuleforConvertingHeatSourceToElectricity"。
,它可以用来当加热用吗
当然可以。你只要把电源的极性反转就可以达到加热的目的。实际上致冷芯片是一个非常优良的加热器。它的能源转换效率甚至超过100%。因为热面所排放的热量,是电源所提供的能量外,再加上从冷面所抽取的热能。因此它的效率绝对比电阻式加热器要好的很。但是它的造价高,如果只单纯用来当加热器,那就不划算了。

它可以放在水中清洗。但是使用之前一定要把它吹干。

致冷芯片的热面一定要装有散热器。不拘散热器的型式。如果热面不装散热器,通电之后,热面温度上升很快。当它的温度超过焊锡的溶点时,致冷芯片就损坏了。制作致冷芯片所使用焊锡溶点很低。至于冷面温度很低的话,是不会造成损害的。
,仅使用散热器与风散,不也是可以达到冷却的功能
不用致冷芯片,不管你如何加大散热器与风扇,温度只能降到与室温一样。如配合适当的致冷芯片,温度便可降到室温之下。
,是否会有更强的冷冻力
理论上是如此。实际上却是行不通。因为第一片热面所排出的热量,无法被第二片冷面完全吸收。热量又倒流回到冷面,致冷效果反而降低。所以在多层级致冷芯片的结构,是成金字塔排列。即第一片很小,第二片较大,第三片更大。

许多因素都会影响冷度,例如室温高低,冷面负载,电流大小,散热器优劣等等。理论上来说,如果把热面温度设法维持在27℃,冷面与热面的温差,最高可达到最大温差值(DTmax)。一般市面上产品的最大温差值为62℃。本公司提供的产品,最大温差值为65℃。最大温差值的预设条件是冷面负载为零的条件。在实际的应用中,冷面负载是不可能为零。在一般的应用中,冷热面的温差值约为最大温差值的一半。
,可有其它好办法
可以采用多层级致冷芯片。也可使用传统式冷冻压缩机,先把致冷芯片热面温度降低,那么冷面温度自然跟着降低。

这完全取决于芯片内焊锡的溶点。一般制造致冷芯片所采用的是低溶点焊锡。如果致冷芯片的温度超过焊锡溶点,芯片内部结构就会损坏。一般致冷芯片分为三级,普通级(-150
℃~+125℃),高温级(-150℃~+150℃),特高温级(-150℃~+200℃)。

因为冷缩热涨的物理现象,如果尺寸太大,热面膨胀,冷面收缩,晶粒容易破烈。目前最大的尺寸约在50mm平方,4mm厚。如果需要很大的致冷量,刻意去制造尺寸很大的芯片,那是不切实际,也不经济。如果在应用中,多加几组芯片,也可同样达到增加致冷量的目的。

芯片尺寸太小,无法采用机械自动化生产作业。势必在显微镜下用人工装配,因此成本高,价格昂贵。本公司提供的产品,最小的尺寸为5mm平方,厚。

有的芯片,两面看起来一模一样。真教人难以分辩这是冷面还是热面。现在教你分辩冷面与热面的方法。当直流电源依红黑引线的极性施加到致冷芯片,电源引线着附的这一面会发热,称为热面。另外一面会致冷,称为冷面。如此冷面热面分辩的方法,是帮助你在组装过程中,不会搞错方向。在设计上最好是冷面当致冷用,热面当散热来使用。想想看,如果热面当致冷用,着附在热面的电线会造成冷气的流失。如果电线是发烫的话,冷气的流失更快。特别是微小型芯片,更是承受不了如此的损失。
(Imax),其意为何
一般人都会认为电流超过最大电流值,芯片就会烧坏。其实不然,它所代表的意义是出乎一般人意料之外。请参考“天南地北”篇中的题项「致冷力"Q"与电流"I"的关系」。
(Imax)
首先要有一个万能散热器,它可随时保持热面温度在27°C。也要一个完美无缺的集冷器,它不让冷面的冷气有任何的流失。此时慢慢升高致冷芯片的电压,电流也跟着增加,致冷芯片的温差也随着上升。当温差从上升转为下降的那一点,此时的电流就是最大电流(Imax)。此时的电压就是最大电压(Vmax)。此时的温差就是最大温差(ΔTmax)。