半導(dǎo)體制冷片的工作原理

在原理上,，半導(dǎo)體制冷片是一個(gè)熱傳遞的工具。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對中有電流通過時(shí),，兩端之間就會產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移,，熱量就會從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端,。但是半導(dǎo)體自身存在電阻當(dāng)電流經(jīng)過半導(dǎo)體時(shí)就會產(chǎn)生熱量,，從而會影響熱傳遞。而且兩個(gè)極板之間的熱量也會通過空氣和半導(dǎo)體材料自身進(jìn)行逆向熱傳遞,。當(dāng)冷熱端達(dá)到一定溫差,，這兩種熱傳遞的量相等時(shí)，就會達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn),，正逆向熱傳遞相互抵消,。此時(shí)冷熱端的溫度就不會繼續(xù)發(fā)生變化。為了達(dá)到更低的溫度,，可以采取散熱等方式降低熱端的溫度來實(shí)現(xiàn),。

風(fēng)扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達(dá)到40～65度之間,，如果通過主動散熱的方式來降低熱端溫度,，那冷端溫度也會相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度,。

當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時(shí),，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移,，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量,，成為冷端;由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端,。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料N,、P的元件對數(shù)來決定，以下三點(diǎn)是熱電制冷的溫差電效應(yīng),。

塞貝克效應(yīng)

一八二二年德國人塞貝克發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體相連接時(shí),，如兩個(gè)連接點(diǎn)保持不同的溫差，則在導(dǎo)體中產(chǎn)生一個(gè)溫差電動勢：ES=S.△T式中：ES為溫差電動勢,，S為溫差電動勢率（塞貝克系數(shù)），△T為接點(diǎn)之間的溫差。

珀?duì)柼?yīng)

一八三四年法國人珀?duì)柼l(fā)現(xiàn)了與塞貝克效應(yīng)的相反效應(yīng),，即當(dāng)電流流經(jīng)兩個(gè)不同導(dǎo)體形成的接點(diǎn)時(shí),，接點(diǎn)處會產(chǎn)生放熱和吸熱現(xiàn)象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定,。

Qл=л.Iл=aTc

式中：Qπ為放熱或吸熱功率,，π為比例系數(shù)，稱為珀?duì)柼禂?shù),，I為工作電流,，a為溫差電動勢率，Tc為冷接點(diǎn)溫度,。

湯姆遜效應(yīng)

當(dāng)電流流經(jīng)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí),，除了由導(dǎo)體電阻產(chǎn)生的焦耳熱之外，導(dǎo)體還要放出或吸收熱量,，在溫差為△T的導(dǎo)體兩點(diǎn)之間,，其放熱量或吸熱量為：Qτ=τ.I.△T，Qτ為放熱或吸熱功率,，τ為湯姆遜系數(shù),，I為工作電流，△T為溫度梯度

半導(dǎo)體制冷片散熱器的優(yōu)缺點(diǎn)

N.P型半導(dǎo)體通過金屬導(dǎo)流片鏈接,，當(dāng)電流由N通過P時(shí),，電場使N中的電子和P中的空穴反向流動，他們產(chǎn)生的能量來自晶管的熱能,，于是在導(dǎo)流片上吸熱,，而在另一端放熱，產(chǎn)生溫差”——這就是半導(dǎo)體制冷片的制冷原理,。

優(yōu)點(diǎn)：能使溫度降到非常理想的室溫以下,；并且可以通過使用閉環(huán)溫控電路精確調(diào)整溫度，溫度最高可以精確到0.1度,；可靠性高,，使用固體器件致冷，不會對CPU有磨損,；使用壽命長,。

缺點(diǎn)：CPU周圍可能會結(jié)露，有可能會造成主板短路,；安裝比較困難,，需要一定的電子知識。比較保險(xiǎn)的方法是讓半導(dǎo)體制冷器的冷面工作在20℃左右為宜

半導(dǎo)體制冷片功率

半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對的功率很小,，但組合成電堆,，用同類型的電堆串,、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大,，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍,。

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