半(ban)導體(ti)車載冰箱電(dian)子制冷原(yuan)理介紹(shao)2

半導體電子制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)又稱熱電制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)，或者溫差電制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)，它(ta)是(shi)利用“帕爾(er)帖效應(ying)”的(de)一種制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)方(fang)法(fa)，與壓(ya)縮式制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)和吸收式制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)并稱為世界(jie)三(san)大制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)方(fang)式。

1843年，法國物理學家帕(pa)爾帖在銅絲(si)的(de)(de)兩頭各接(jie)一(yi)根鉍絲(si)，再將(jiang)兩根鉍絲(si)分(fen)別接(jie)到(dao)直流電源的(de)(de)正負極上，通(tong)電后，他驚奇的(de)(de)發現一(yi)個接(jie)頭變熱，另一(yi)個接(jie)頭變冷；這個現象后來就被(bei)稱為“帕(pa)爾帖效應(ying)”。

“帕爾帖效應”的(de)物理原(yuan)理為：電(dian)荷(he)(he)載體(ti)(ti)在導體(ti)(ti)中運動(dong)形成電(dian)流，由于電(dian)荷(he)(he)載體(ti)(ti)在不同的(de)材(cai)料中處于不同的(de)能(neng)級，當它從(cong)高能(neng)級想低能(neng)級運動(dong)時，就會(hui)釋(shi)放出多余的(de)熱量。反之(zhi)，就需要從(cong)外界(jie)吸收熱量（即表現為制冷）。

所以，“半(ban)導(dao)體(ti)電子制(zhi)冷”的(de)效果就(jiu)主要取決于電荷載(zai)體(ti)運動的(de)兩種(zhong)材料的(de)能級差(cha)，即熱(re)電勢差(cha)。純(chun)金屬的(de)導(dao)電導(dao)熱(re)性(xing)能好，但制(zhi)冷效率極(ji)低（不到1%）。半(ban)導(dao)體(ti)材料具有極(ji)高的(de)熱(re)電勢，可以成功(gong)的(de)用來做小型的(de)熱(re)電制(zhi)冷器。

經過多(duo)次實驗，科學家(jia)發(fa)現(xian)：P型(xing)半(ban)導體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型(xing)半(ban)導體(Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差最大，應用中能夠在冷接點處表現(xian)出明顯制冷效果。

通上(shang)電(dian)源(yuan)之后(hou)，冷(leng)端的熱量被移到熱端，導(dao)致(zhi)冷(leng)端溫度(du)降低，熱端溫度(du)升高(gao)，這(zhe)(zhe)就(jiu)是(shi)著(zhu)名的Peltiereffect。這(zhe)(zhe)現(xian)象(xiang)(xiang)(xiang)最早是(shi)在(zai)1821年(nian)，由一位德國(guo)科(ke)學家(jia)ThomasSeeback首先發(fa)(fa)現(xian)，不(bu)過他當時做了(le)錯誤(wu)的推論，并沒(mei)有(you)領悟(wu)到背後真(zhen)正的科(ke)學原理。到了(le)1834年(nian)，一位法國(guo)表匠(jiang)，同(tong)時也是(shi)兼職研究這(zhe)(zhe)現(xian)象(xiang)(xiang)(xiang)的物理學家(jia)JeanPeltier，才(cai)(cai)發(fa)(fa)現(xian)背後真(zhen)正的原因，這(zhe)(zhe)個(ge)現(xian)象(xiang)(xiang)(xiang)直到近代隨(sui)著(zhu)半導(dao)體的發(fa)(fa)展才(cai)(cai)有(you)了(le)實際的應用，也就(jiu)是(shi)[致(zhi)冷(leng)器(qi)]的發(fa)(fa)明(注意，這(zhe)(zhe)種叫致(zhi)冷(leng)器(qi)，還不(bu)叫半導(dao)體致(zhi)冷(leng)器(qi))。下(xia)面我們來看一下(xia)半導(dao)體致(zhi)冷(leng)器(qi)的結構：

由許多N型和(he)P型半(ban)導(dao)體之(zhi)顆粒互相排列(lie)而成，而NP之(zhi)間以一般的導(dao)體相連接而成一完整(zheng)線路(lu)，通(tong)常(chang)是銅、鋁或其他(ta)金(jin)屬導(dao)體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅(bing)乾一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導(dao)熱良好，外觀如右圖所示(shi)，看(kan)起來像三明(ming)治(下圖為實物圖)：

電(dian)(dian)子冰箱(xiang)簡單結構為：將(jiang)P型(xing)半導(dao)體(ti)，N型(xing)半導(dao)體(ti)，以(yi)及銅板，銅導(dao)線連成一個(ge)回(hui)路(lu)，銅板和導(dao)線只起導(dao)電(dian)(dian)作(zuo)用，回(hui)路(lu)由(you)12V直流電(dian)(dian)供電(dian)(dian)，接(jie)通電(dian)(dian)流后，一個(ge)接(jie)點(dian)變冷（冰箱(xiang)內部(bu)），另(ling)一個(ge)接(jie)頭散熱（冰箱(xiang)后面散熱器）。

半導體電子制冷的優點

1.結構簡單(dan)，部件(jian)少，維修(xiu)方(fang)便(bian)；

2.無(wu)機械傳動部(bu)件，無(wu)磨(mo)損(sun)，無(wu)噪音，壽命(ming)長；

3.無需制(zhi)(zhi)冷劑(ji)制(zhi)(zhi)冷（壓縮式(shi)和吸收式(shi)都需要），絕對環保；

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

半導體冰箱使用注意事項

1.請保證車載冰箱通(tong)風(feng)口(kou)與散熱孔的暢通(tong)；注(zhu)意及時清(qing)理風(feng)扇或防塵(chen)罩上的灰塵(chen)；

2.切(qie)勿將物品塞入車載冰箱散(san)熱孔和(he)進風口孔處、汽車冰箱使用(yong)時應(ying)遠(yuan)離熱源。

3.當從加熱功能轉換制冷功能時，建議關掉電源，5分鐘后再啟動汽車冰箱。

4.清潔車載冰箱(xiang)時，請(qing)關(guan)掉所(suo)有電源、請(qing)不要使用強力(li)清潔劑(ji)清理冰箱(xiang)。

5.確定半導(dao)(dao)體(ti)制(zhi)冷箱的(de)變化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和(he)環(huan)境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，這些將提(ti)供給你可(ke)期(qi)望的(de)半導(dao)(dao)體(ti)制(zhi)冷箱能達到(dao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)方面的(de)粗略指導(dao)(dao)，制(zhi)冷溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)標示通常為：可(ke)達到(dao)低于環(huan)境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)度(du)(du)以下。

檢查這類制冷箱的初始步驟是：

1.目視(shi)檢查風扇是否運轉(zhuan)；

2.檢查產品電流。如果接近5安培，可有把握的說帕爾(er)貼元(yuan)件、PCB或保險開關(guan)沒問題；

3.如無電(dian)(dian)流(liu)，檢查PCB上帕爾貼元件連接處的電(dian)(dian)壓(ya)。

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

5.如無電壓，檢查保險(xian)(xian)絲(si)(si)確定是(shi)PCB還是(shi)保險(xian)(xian)絲(si)(si)壞了。