半导体制冷片原理，半导体制热制冷的原理

1，半导体制热制冷的原理

压缩机制热制冷是利用的制冷剂相变会吸收或释放热量的原理。半导体制冷利用的是Peltier效应。即：电流流过两种不同能级的材料的界面时，热量也会发生定向传导，使得界面两侧一边冷、一边热。半导体材料可以实现材料间的最大能级差，具有实用性。由于半导体材料的导热率，半导体制冷的效率远小于压缩机制冷。只能用于一些特殊场合。

半导体制热制冷的原理

2，制冷片原理

简单而言制冷片能够制冷是半导体p-n结在电场的作用下所产生的。在给半导体p-n结施加一定的电压的情况下，电子从p区要穿过n区就需要耗能从而产生热量；如果热量被空气或者其它物体散发，因平衡的需要会进行补充，这就产生吸热现象即制冷了。

就是根据帕尔贴效应设计的半导体制冷片

就是物理学中的蒸发吸收能量压缩释放能量来实现的

有点像冰箱，用氟利昂

制冷片原理

3，半导体制冷原理

半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即： Qab=Iπab πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数，单位为[V], πab为正值时，表示吸热，反之为放热，由于吸放热是可逆的，所以πab=－πab 帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度，其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相，帕尔帖系也具有加和性，即： Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此绝对帕尔帖系数有πab=πa－ πb 金属材料的帕尔帖效应比较微弱，而半导体材料则要强得多，因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。

半导体制冷原理

4，半导体致冷片原理

半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960年左右才出现，然而其理论基础peltiereffect可追溯到19世纪。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家thomasseeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家jeanpeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成，而np之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成，而np之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好。

简单的说：利用制冷片，制冷片也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等。因为制冷片分为两面，一面吸热，一面散热，只是起到导热作用，本身不会产生冷，所以又叫致冷片，或者说应该是叫致冷片。半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子，有负温差电势。P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。半导体元件可以用各种不同的连接方法来满足使用者的要求。把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件联结成一对热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的接头处，电流方向是从N至P，温度下降并且吸热，这就是冷端；而在下面的一个接头处，电流方向是从P至N，温度上升并且放热，因此是热端。因此是半导体致冷片由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而N／P之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好。

5，半导体冰箱是怎样工作的

他是由一块电子制冷晶片工作的其原理是：利用帕尔帖(peltire)效应，1834年法国科学家珀尔贴发现了热电致冷和致热现象－即温差电效应。由N、P型材料组成一对热电偶，当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象，称这种现象为珀尔帖效应。半导体致冷器, 也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.目前采用半导体材料锑化铋做成N型和P型热电偶,用模块的方法组成半导体制冷器件.N型材料有多余的电子,有负温差电势.P型材料电子不足,有正温差电势;当电子从P型穿过结点至N型时,其能量必然增加,而且增加的能量相当于结点所消耗的能量.相反,当电子从N型流至P型材料时, 结点的温度就会升高. 在温差电路中引入第三种材料(铜连接片和导线) 不会改变电路的特性.把一只P型半导体和一只N型半导体联结成热电偶, 接上直流电源后, 在接头处就会产生温差和热量的转移.把若干对半导体热电偶对在电路上串联起来, 而在传热方面则是并联的, 这就构成了一个常见的制冷热电堆. 借助热交换器等各种传热手段, 使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度, 把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温, 这就是半导体制冷的原理.

1.制冷温度与环境温度有关（一般低于环境温度20度），不能制冰（此问题也可以通过多级制冷片串联来解决，但是串联后必须加强散热，否则容易烧毁制冷片）2.冰箱容积不能超过100升（高于100升，其制冷效果下降，耗电量增加）3.因为制冷片一面散热，而且产热多，所以必须使用散热设备，这也增加了半导体冰箱的成本，如果使用风扇，还会增加耗电量，产生轻微噪音。4.半导体冰箱在做较大的冰箱时成本较高，不利于大规模推广。

半导体制冷，比如左右面，接上12v直流电，正极接半导体的正极，负极接半导体的负极，这样正面是冷，反面就是热了，你把电源再反过来那么正面就是热，反面就是冷。前提是必须要有散热风扇或着散热片，不然很快就会烧了的。如果只有热，没有冷，对不起，那就是半导体坏了。只要做好保温就行了，用聚氨酯泡沫就可以作保温，需要一个大功率的电源或者一个电瓶，这个家伙也有几十W呢。最好用个支架，来固定风扇和散热片。切记：一定要装散热片和风扇！如果不插风扇可以瞬间试个几秒，感觉凉了那边热了就行了。不要太长时间通电（不装风扇的情况下）

6，这个半导体怎么实现制冷

我们知道，传统的风冷散热系统是不可能把显示芯片的温度降到环境温度以下的，因为当两者的温度几乎相等的时候会很快达到热平衡，此时便根本无法继续降温，顶多也只能接近环境温度。而半导体制冷却可以打破常规，能够强行将显示芯片的温度降到比环境温度还低。而它实现的原理，就是强行打破热平衡，实现温差效果。那么，这种温差效果又是如何实现的呢？首先我们需要明确一些基本概念。 1.帕尔贴效应：1834 年，法国科学家帕尔贴发现了热电致冷和致热现象，即金属温差电逆效应。由两种不同金属组成一对热电偶，当热电偶输入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象，称这种现象为帕尔贴效应。帕尔贴效应早在 20O 年之前发现，但是用到致冷还是近几十年的事。 2.N 型半导体：任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为 N 型半导体。 3.P 型半导体：是靠“空穴”来导电。在外电场作用下“空穴”流动方向和电子流动方向相反，即“空穴”由正板流向负极，这是 P 型半导体原理。 4.载流子现象：N 型半导体中的自由电子，P 型半导体中的“空穴”，他们都是参与导电，统称为“载流子”，它是半导体所特有，是由于掺入杂质的结果。 5.半导体致冷材料：是对特殊半导体材料，通过掺入的杂质改变其温差电动势率、导电率和热导率，使其满足致冷需要的材料。温差电致冷组件就是由这种特殊的 N 型和 P 型半导体制成的。在明确了这些基本概念后，我们现在就来揭示温差制冷的原理。 1.半导体致冷原理：如图把一只 N 型半导体元件和一只 P 型半导体元件联结成热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的一个接头处，电流方向是 n→p，温度下降并且吸热，这就是冷端。而下面的一个接头处，电流方向是 p→n，温度上升并且放热，因此是热端。 2.温差电致冷组件致冷原理：如上图把若干对半导体热电偶在电路上串联起来，而在传热方面则是并联的，这就构成了一个常见的致冷热电堆。按图示接上直流电源后，这个热电堆的上面是冷端，下面是热端。借助热交换器等手段，使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温，这就是温差电致冷组件的工作原理。半导体散热片侧视图半导体制冷片的应用原理 1.半导体制冷的实际应用是如何进行的？利用半导体制冷片的制冷原理，半导体制冷片的冷端与显示芯片接触，热端则与散热器接触。接通电源后，冷热端出现温差，热量不断地通过晶格能的传递，从冷端移送到热端，只要热端的热量能有效的散发掉，则冷端就不断的被冷却，使得制冷片的散热效果出奇的好。实践证明，冷热端的正常温差大概在 45——60 度之间，其强度非常惊人。实际使用中，可以把显示芯片的温度一举降到零下 10 度。 2.半导体制冷为什么还要配合使用散热器？我们看到，在半导体制冷片的热端， ZENO96 仍然配置了超大的散热片和高效能的 EMI 磁悬浮散热风扇。这是因为，只有半导体制冷片热端的热量被持续源源不断的散发出去，才能使冷端不断冷却而始终保持良好的制冷效果，显示芯片才能保持在一个相对的恒温状态。另外，半导体制冷片本身也有一定的正常工作温度，一般来说其极限温度大概在 100 度左右，如果半导体制冷片没有良好的散热而超出了热度承受极限，就会烧毁损坏。所以，半导体制冷片的热端一定要加装散热系统，保持良好的散热效果。关于磁浮风扇，这里有必要作一点说明。磁浮风扇（全称为磁浮马达风扇）的工作原理是：轴芯与轴承运作时无摩擦，轴芯仅与空气摩擦，彻底解决小空间高积温产品之散热困扰。藉由磁浮设计，马达运转时，转子受磁轨道吸引，在轴芯与轴承内壁保持一定距离的悬空运转，不会接触到轴承，故可避免传统马达之轴承被磨损成不规则椭圆而产生噪音的缺点，实际运行中，此款风扇的噪音小于 26dB，非常安静。同时，没有磨损就不会有不稳定的运转及噪音，可使产品寿命大幅提升，捷波官方声称此款散热系统的寿命可达 3 万工作小时。另外磁浮风扇还可以耐高温，最高可耐 90℃高温。 3.为什么要配置外接电源接口？与一般的风冷散热相比，半导体制冷片的功率要大得多，一般可以达到 36W 到 40W，也就是说，至少需要 12V 3A 的电源供应。所以，外接电源是必须的。而目前的主流 300W 电源，12V 电源组可以输出 10A 左右电流，如果不是配置非常 BT 的电脑系统，一般分配给半导体制冷片 12V 3A 的电源供电能力基本足够。当然，如果是 5V 电压标准，则可以提供高达 20A 的电流输出，分配给半导体制冷片绰绰有余。 4.什么是结露现象？如何预防？结露现象是半导体制冷的致命杀手。功率较大的半导体制冷片在湿度较高的环境下如果冷端温度过低，空气中的水蒸气就会在其表面凝结成为水滴，出现结露现象。如果水滴流到主板或是显示芯片，后果不堪设想。所以，这是最应该引起重视的问题。从图中我们看到， ZENO 96 采用设计严密的防冷凝绝缘绝热垫来防止结露现象的发生。半导体制冷片的周围被两层绝缘绝热垫厚厚地严密封锁起来，可以最大程度的保障芯片的安全。实际使用中我们完全不必担心结露问题的发生，这一点捷波处理的非常出色，也很周到。

加上直流电压就能制冷