半導體制冷片原理及其技術運用,這個半導體怎麼實現製冷?如題 謝謝了

時間 2022-03-02 23:20:29

1樓:技能兩分鐘

半導體制冷片為什麼能製冷?原理是什麼?應用在哪些方面?

這個半導體怎麼實現製冷?如題 謝謝了

2樓:施皖秀

我們知道,傳統的風冷散熱系統是不可能把顯示晶片的溫度降到環境溫度以下的,因為 當兩者的溫度幾乎相等的時候會很快達到熱平衡, 此時便根本無法繼續降溫, 頂多也只能接 近環境溫度。 而半導體制冷卻可以打破常規, 能夠強行將顯示晶片的溫度降到比環境溫度還 低。而它實現的原理,就是強行打破熱平衡,實現溫差效果。

那麼,這種溫差效果又是如何 實現的呢? 首先我們需要明確一些基本概念。 1.

帕爾貼效應:1834 年,法國科學家帕爾貼發現了熱電致冷和致熱現象,即金屬溫差 電逆效應。由兩種不同金屬組成一對熱電偶,當熱電偶輸入直流電流後,因直流電通入的方 向不同,將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象,稱這種現象為帕爾貼效應。

帕爾貼效應早在 20o 年之前發現,但是用到致冷還是近幾十年的事。 2.n 型半導體:

任何物質都是由原子組成,原子是由原子核和電子組成。電子以高速度繞原 子核轉動,受到原子核吸引,因為受到一定的限制,所以電子只能在有限的軌道上運轉,不 能任意離開, 而各層軌道上的電子具有不同的能量(電子勢能)。 離原子核最遠軌道上的電子, 經常可以脫離原子核吸引,而在原子之間運動,叫導體。

如果電子不能脫離軌道形成自由電 子,故不能參加導電,叫絕緣體。半導體導電能力介於導體與絕緣體之間,叫半導體。半導 體重要的特性是在一定數量的某種雜質滲入半導體之後, 不但能大大加大導電能力, 而且可 以根據摻入雜質的種類和數量製造出不同性質、 不同用途的半導體。

將一種雜質摻入半導體 後,會放出自由電子,這種半導體稱為 n 型半導體。 3.p 型半導體:

是靠「空穴」來導電。在外電場作用下「空穴」流動方向和電子流動方向相反, 即「空穴」由正板流向負極,這是 p 型半導體原理。 4.

載流子現象:n 型半導體中的自由電子,p 型半導體中的「空穴」,他們都是參與導電,統 稱為「載流子」,它是半導體所特有,是由於摻入雜質的結果。 5.

半導體致冷材料:是對特殊半導體材料,通過摻入的雜質改變其溫差電動勢率、導電 率和熱導率,使其滿足致冷需要的材料。溫差電致冷元件就是由這種特殊的 n 型和 p 型半 導體制成的。

在明確了這些基本概念後,我們現在就來揭示溫差製冷的原理。 1.半導體致冷原理:

如圖把一隻 n 型半導體元件和一隻 p 型半導體元件聯結成熱電偶, 接上直流電源後,在接頭處就會產生溫差和熱量的轉移。在上面的一個接頭處,電流方向是 n→p,溫度下降並且吸熱,這就是冷端。而下面的一個接頭處,電流方向是 p→n,溫度上 升並且放熱,因此是熱端。

2.溫差電致冷元件致冷原理:如上圖把若干對半導體熱電偶在電路上串聯起來,而在傳 熱方面則是並聯的,這就構成了一個常見的致冷熱電堆。

按圖示接上直流電源後,這個熱電 堆的上面是冷端,下面是熱端。藉助熱交換器等手段,使熱電堆的熱端不斷散熱並且保持一 定的溫度, 把熱電堆的冷端放到工作環境中去吸熱降溫, 這就是溫差電致冷元件的工作原理。 半導體散熱片側檢視 半導體制冷片的應用原理 1.

半導體制冷的實際應用是如何進行的? 利用半導體制冷片的製冷原理,半導體制冷片的冷端與顯示晶片接觸,熱端則與散熱器 接觸。接通電源後,冷熱端出現溫差,熱量不斷地通過晶格能的傳遞,從冷端移送到熱端, 只要熱端的熱量能有效的散發掉, 則冷端就不斷的被冷卻, 使得製冷片的散熱效果出奇的好。

實踐證明,冷熱端的正常溫差大概在 45——60 度之間,其強度非常驚人。實際使用中,可 以把顯示晶片的溫度一舉降到零下 10 度。 2.

半導體制冷為什麼還要配合使用散熱器? 我們看到, 在半導體制冷片的熱端, zeno96 仍然配置了超大的散熱片和高效能的 emi 磁懸浮散熱風扇。這是因為,只有半導體制冷片熱端的熱量被持續源源不斷的散發出去,才 能使冷端不斷冷卻而始終保持良好的製冷效果,顯示晶片才能保持在一個相對的恆溫狀態。

另外,半導體制冷片本身也有一定的正常工作溫度,一般來說其極限溫度大概在 100 度左 右,如果半導體制冷片沒有良好的散熱而超出了熱度承受極限,就會燒燬損壞。所以,半導 體制冷片的熱端一定要加裝散熱系統,保持良好的散熱效果。 關於磁浮風扇,這裡有必要作一點說明。

磁浮風扇(全稱為磁浮馬達風扇)的工作原理 是: 軸芯與軸承運作時無摩擦, 軸芯僅與空氣摩擦, 徹底解決小空間高積溫產品之散熱困擾。 藉由磁浮設計,馬達運轉時,轉子受磁軌道吸引,在軸芯與軸承內壁保持一定距離的懸空運 轉,不會接觸到軸承,故可避免傳統馬達之軸承被磨損成不規則橢圓而產生噪音的缺點,實 際執行中,此款風扇的噪音小於 26db,非常安靜。

同時,沒有磨損就不會有不穩定的運轉 及噪音,可使產品壽命大幅提升,捷波官方聲稱此款散熱系統的壽命可達 3 萬工作小時。 另外磁浮風扇還可以耐高溫,最高可耐 90℃高溫。 3.

為什麼要配置外接電源介面? 與一般的風冷散熱相比,半導體制冷片的功率要大得多,一般可以達到 36w 到 40w, 也就是說,至少需要 12v 3a 的電源**。所以,外接電源是必須的。

而目前的主流 300w 電源,12v 電源組可以輸出 10a 左右電流,如果不是配置非常 bt 的電腦系統,一般分配 給半導體制冷片 12v 3a 的電源供電能力基本足夠。當然,如果是 5v 電壓標準,則可以提 供高達 20a 的電流輸出,分配給半導體制冷片綽綽有餘。 4.

什麼是結露現象?如何預防? 結露現象是半導體制冷的致命殺手。

功率較大的半導體制冷片在溼度較高的環境下如果 冷端溫度過低,空氣中的水蒸氣就會在其表面凝結成為水滴,出現結露現象。如果水滴流到 主機板或是顯示晶片,後果不堪設想。所以,這是最應該引起重視的問題。

從圖中我們看到, zeno 96 採用設計嚴密的防冷凝絕緣絕熱墊來防止結露現象的發生。 半導體制冷片的周圍被兩層絕緣絕熱墊厚厚地嚴密封鎖起來, 可以最大程度的保障晶片的安 全。 實際使用中我們完全不必擔心結露問題的發生, 這一點捷波處理的非常出色, 也很周到。

半導體制冷片的使用問題

3樓:匿名使用者

1、制熱面正常安裝散熱,製冷面可以直接貼合杯子的底面對杯子裡面的水進行冷卻,但最好是在側壁上,在底部的話熱傳導效果差(冷水密度大,聚集在杯子下部)。

2、最小的半導體制冷片大概50mmx50mm,加上最小的散熱器整個體積有50x50x50立方毫米。

3、只想把製冷面的溫度弄成比室溫稍微降低一點點,比室溫低個十度就行,不需要兩面溫差很大,只需要降低供電電壓即可。

4、降低供電電源電壓制冷速度會慢一點,效率不會變的。

如有幫助請採納,或點選右上角的滿意,謝謝!!

半導體制冷技術和壓縮機制冷技術比較

4樓:匿名使用者

機械壓縮式製冷系統包括壓縮機、冷凝器、過濾器、電磁閥、膨脹閥、蒸發器、儲液器、製冷劑等,通過管路將各個元件連結起來。

壓縮機制冷缺點:

低溫啟動難,冬天制熱效率低,怕震動,不能傾斜,更不可以隨意顛倒。系統維護時需要火工作業來更換損壞元件。遇到損壞元件和管路,要放掉冷媒,才能火工作業,有一定浪費。

壓縮機制冷優點:

製冷效率高,cop最高可以達到3.8.,節能環保。

半導體空調是由半導體制冷片、散冷片、散熱片等構成,通過電纜連線起來。

半導體制冷缺點:

製冷效率低,最高可以到0.6。製冷效能隨環境溫度、電壓、導冷塊厚度、冷端散熱模式,機械壓力、導熱相變材料材質影響而呈非線性變化。

半導體制冷優點:

半導體空調沒有製冷劑,不會洩露,不怕震動,不怕傾斜,不怕顛倒;運轉無機械運動,不會磨損;體積小,可靠性高。具體優點體現在以下幾點:

1、 首先半導體制冷片熱慣性小,冷熱隨意切換。製冷制熱時間非常快,通常在數秒內即可達到最大溫差

2、 半導體空調冷熱調節範圍寬,冷熱轉換快。大溫差環境,即使外界環境高達60度,散冷器表面依舊可以保持22~25度

3、 半導體空調是換能元件,通過對其電流、電壓控制可以很容易實現對箱體溫度的精確控制。同時半導體空調採用多組並聯使用,即使有一組失效,也不會影響製冷效果

4、 半導體空調製熱表面溫度低於80度,無明火,對裝置安全可靠

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5樓:匿名使用者

半導體制冷:

優點:噪音小、體積小、環保

缺點:製冷溫差不高 一般溫差2~6度

壓縮機制冷:

優點:製冷效果很好 溫差可以達到15度以上缺點:噪音大、體積大、不太環保

6樓:

半導體實用小功率製冷,壓縮機實用大功率製冷

7樓:馬殿理

半導體制冷的轉化效率低只有60%左右,噪聲大,但是故障率低,運輸方便。

壓縮機的轉化效率高以達到1:2,噪聲低,現在基本上採用用環保製冷劑,運輸不方便

8樓:電器維修談

半導體制冷技術還不是很成熟東西雖好可是效果不好在有什麼辦法改進一下就好了

半導體制冷片好用嗎?

9樓:路過羊圈的狼

看你幹什麼用。如果做空調冰箱等,肯定沒有壓縮機好用。

10樓:綰潯漓醬

呵呵,這東西我11年夏天用過,感覺玩玩還行,實用還是省省吧。製冷能力完全不夠的,而且耗電超級厲害,一般的電源根本帶不動,還得專門給它弄個大電流開關電源,而且很燙。

我們當時實現了在環境問題30度條件下,親眼看到水結冰的全過程(不過只有1滴水),其他就省省吧,10幾塊的東西又不是壓縮機,能指望它幹嘛?要是能隨便弄做冰鎮飲料什麼,那冰箱就賣不出去了。

11樓:af三

小迷你冰箱多少錢

,放在桌面上

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