半導體車(che)載(zai)冰箱電子(zi)制冷原理介紹2

半導體電(dian)子(zi)制(zhi)冷(leng)又稱(cheng)(cheng)熱(re)電(dian)制(zhi)冷(leng)，或者溫差電(dian)制(zhi)冷(leng)，它是利用“帕爾(er)帖效(xiao)應”的一種制(zhi)冷(leng)方法，與壓縮式制(zhi)冷(leng)和(he)吸收式制(zhi)冷(leng)并稱(cheng)(cheng)為(wei)世界三大制(zhi)冷(leng)方式。

1843年(nian)，法國物理學家帕爾帖(tie)在銅絲(si)的(de)兩頭(tou)各接(jie)(jie)一根鉍(bi)絲(si)，再將兩根鉍(bi)絲(si)分別接(jie)(jie)到直流電源的(de)正(zheng)負極上，通電后，他驚奇的(de)發現(xian)(xian)一個(ge)接(jie)(jie)頭(tou)變熱，另一個(ge)接(jie)(jie)頭(tou)變冷(leng)；這(zhe)個(ge)現(xian)(xian)象后來就被稱為“帕爾帖(tie)效應”。

“帕爾帖效應”的(de)物理(li)原理(li)為(wei)：電(dian)荷載體在導體中運(yun)動形成電(dian)流，由于電(dian)荷載體在不(bu)同的(de)材(cai)料(liao)中處于不(bu)同的(de)能級，當它(ta)從(cong)高能級想低能級運(yun)動時，就會釋(shi)放出多(duo)余的(de)熱(re)(re)量。反之(zhi)，就需(xu)要(yao)從(cong)外界吸(xi)收熱(re)(re)量（即表現為(wei)制冷）。

所以(yi)，“半(ban)導(dao)體電子制冷”的(de)(de)效果(guo)就主要取(qu)決于電荷載(zai)體運(yun)動的(de)(de)兩種材(cai)料(liao)的(de)(de)能(neng)級差，即熱(re)電勢差。純金屬的(de)(de)導(dao)電導(dao)熱(re)性能(neng)好，但(dan)制冷效率極(ji)(ji)低(di)（不到1%）。半(ban)導(dao)體材(cai)料(liao)具有(you)極(ji)(ji)高的(de)(de)熱(re)電勢，可以(yi)成功的(de)(de)用來做(zuo)小(xiao)型的(de)(de)熱(re)電制冷器。

經(jing)過多次實驗，科學家發現：P型半(ban)導(dao)體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半(ban)導(dao)體(Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差最大，應用(yong)中能夠在冷接點處(chu)表現出明顯制冷效果(guo)。

通(tong)上電(dian)源之后，冷(leng)端(duan)(duan)的(de)熱量被移到(dao)熱端(duan)(duan)，導致冷(leng)端(duan)(duan)溫(wen)度降低，熱端(duan)(duan)溫(wen)度升高，這就是(shi)著名的(de)Peltiereffect。這現(xian)象(xiang)最早是(shi)在(zai)1821年，由一位德(de)國科學(xue)家(jia)ThomasSeeback首(shou)先發(fa)現(xian)，不過他當時做(zuo)了(le)錯(cuo)誤的(de)推論，并沒有領悟到(dao)背後真正(zheng)的(de)科學(xue)原(yuan)理(li)。到(dao)了(le)1834年，一位法(fa)國表(biao)匠，同時也是(shi)兼職(zhi)研究這現(xian)象(xiang)的(de)物理(li)學(xue)家(jia)JeanPeltier，才發(fa)現(xian)背後真正(zheng)的(de)原(yuan)因，這個現(xian)象(xiang)直到(dao)近代(dai)隨(sui)著半導體的(de)發(fa)展才有了(le)實際的(de)應用(yong)，也就是(shi)[致冷(leng)器(qi)]的(de)發(fa)明(注意，這種(zhong)叫致冷(leng)器(qi)，還不叫半導體致冷(leng)器(qi))。下(xia)面我(wo)們(men)來看(kan)一下(xia)半導體致冷(leng)器(qi)的(de)結構：

由許多N型和P型半(ban)導體之顆粒互相(xiang)排(pai)列(lie)而成，而NP之間以一(yi)(yi)般的導體相(xiang)連接而成一(yi)(yi)完整線路，通常是銅、鋁或(huo)其他金屬導體，最(zui)後由兩片(pian)陶瓷(ci)片(pian)像夾心(xin)餅乾一(yi)(yi)樣夾起來，陶瓷(ci)片(pian)必須絕(jue)緣且導熱良好，外觀如右圖(tu)所(suo)示(shi)，看起來像三(san)明治(zhi)(下(xia)圖(tu)為實物圖(tu))：

電子冰箱(xiang)簡單結(jie)構為：將P型(xing)半導(dao)體，N型(xing)半導(dao)體，以(yi)及銅(tong)板，銅(tong)導(dao)線(xian)連成一個回(hui)路(lu)，銅(tong)板和導(dao)線(xian)只起導(dao)電作用，回(hui)路(lu)由12V直流電供電，接通電流后(hou)，一個接點變(bian)冷（冰箱(xiang)內部(bu)），另(ling)一個接頭散(san)熱(re)（冰箱(xiang)后(hou)面(mian)散(san)熱(re)器）。

半導體電子制冷的優點

1.結構簡(jian)單，部件少，維修(xiu)方(fang)便；

2.無(wu)機械(xie)傳動部件，無(wu)磨損，無(wu)噪音，壽(shou)命(ming)長；

3.無需制冷劑制冷（壓縮式和(he)吸收式都需要），絕(jue)對(dui)環保(bao)；

4.效率高(gao)，耗電量低(di)（在100W以下，耗電量只有(you)壓縮式和(he)吸收式的一半。

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證(zheng)車(che)載冰箱通風(feng)口與(yu)散(san)熱孔的(de)暢通；注意及時(shi)清理風(feng)扇或防塵罩(zhao)上的(de)灰塵；

2.切勿將物(wu)品(pin)塞入車載(zai)冰(bing)箱(xiang)散(san)熱孔和(he)進風(feng)口孔處、汽車冰(bing)箱(xiang)使用時應遠(yuan)離熱源。

3.當從加(jia)熱功能轉換制冷功能時，建(jian)議關掉(diao)電源，5分鐘后再(zai)啟動汽車(che)冰箱。

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

5.確定半導體制(zhi)冷箱的(de)變化溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和環(huan)境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，這(zhe)些(xie)將(jiang)提供給你(ni)可(ke)期望的(de)半導體制(zhi)冷箱能達(da)到(dao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)方面(mian)的(de)粗略(lve)指導，制(zhi)冷溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)標(biao)示通常為(wei)：可(ke)達(da)到(dao)低于環(huan)境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)度(du)(du)以(yi)下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目視檢查風扇是否(fou)運轉；

2.檢查產(chan)品電流(liu)。如果接近5安(an)培，可有把握的說帕爾貼(tie)元件、PCB或(huo)保險開關沒問題(ti)；

3.如無電(dian)(dian)流，檢查PCB上帕爾貼(tie)元(yuan)件(jian)連接處的(de)電(dian)(dian)壓。

4.如(ru)顯示(shi)12V或更(geng)高，那(nei)么PCB和溫度保險絲(si)良好，建議(yi)更(geng)換帕爾貼元(yuan)件。

5.如無電壓(ya)，檢查保(bao)險絲(si)確定(ding)是(shi)PCB還是(shi)保(bao)險絲(si)壞了。