半導體致冷器

半導體致冷器

半導體致冷器(TEC)也叫熱電致冷器,是一種熱泵,它的優點是沒有滑動部件,套用在一些空間受到限制,可靠性要求高,無致冷劑污染的場合。半導體致冷器的工作運轉是用直流電流,它既可致冷又可加熱,通過改變直流電流的極性來決定在同一致冷器上實現致冷或加熱,這個效果的產生就是通過熱電的原理。

基本介紹

  • 中文名:半導體致冷器
  • 外文名:ThermoelectricCooler
  • 也叫:熱電致冷器
  • 性質:熱泵
  • 縮寫:TEC
產品介紹,工作原理,套用優勢,

產品介紹

半導體致冷器(TEC)也叫熱電致冷器,是一種熱泵,它的優點是沒有滑動部件,套用在一些空間受到限制,可靠性要求高,無致冷劑污染的場合。半導體致冷器的工作運轉是用直流電流,它既可致冷又可加熱,通過改變直流電流的極性來決定在同一致冷器上實現致冷或加熱,這個效果的產生就是通過熱電的原理。

工作原理

半導體致冷器是利用半導體材料的珀爾帖效應製成的。所謂珀爾帖效應,是指當直流電流通過兩種半導體材料組成的電偶時,其一端吸熱,一端放熱的現象。
重摻雜的N型和P型的碲化鉍主要用作TEC的半導體材料,碲化鉍元件採用電串聯,並且是並行發熱。TEC包括一些P型和N型對(組),它們通過電極連在一起,並且夾在兩個陶瓷電極之間;
TEC組件每一側的陶瓷電極的作用是防止由TEC電路引起的雷射器管芯的短路;
TEC的控制溫度可達30℃-40℃,當有電流從TEC流過時,電流產生的熱量會從TEC的一側傳到另一側,在TEC上產生″熱″側和″冷″側,這就是TEC的加熱與致冷原理。是致冷還是加熱,以及致冷、加熱的速率,由通過它的電流方向和大小來決定。
在實際套用中,TEC通常安裝在熱沉和組件外殼之間。其冷側與雷射器芯接觸,起到致冷作用,它的熱側與散熱片接觸,把熱量散到外部去,這也只是一種最普遍的情況。在對雷射器工作溫度的穩定性要求較高的場所,一般都採用雙向溫控,即在常溫和高溫時對雷射器製冷,在低溫環境中則制熱;
半導體致冷器在電流方向逆轉時,原來的冷端和熱端的位置就互換;則貼近雷射器芯的一則就變成了熱端,對雷射器芯加熱。

套用優勢

1、不需要任何致冷劑,可連續工作,沒有污染源沒有旋轉部件,不會產生迴轉效應,沒有滑動部件是一種固體器件,工作時沒有震動,噪音,壽命長,安裝容易。
2、半導體致冷器具有兩種功能,既能致冷,又能加熱,致冷效率一般不高,但致熱效率很高,永遠大於1。因此使用一個器件就可以代替分立的加熱系統和致冷系統。
3、半導體致冷器是電流換能型器件,通過輸入電流的控制,可實現高精度的溫度控制,再加上溫度檢測和控制手段,很容易實現遙控,程式控制,電腦控制,便於組成自動控制系統。
4、半導體致冷器熱慣性非常小,致冷致熱時間很快,在熱端散熱良好冷端空載的情況下,通電不到一分鐘,致冷器就能達到最大溫差。
5、半導體致冷器的反向使用就是溫差發電,半導體致冷器一般適用於中低溫區發電。
6、半導體致冷器的單個致冷元件對的功率很小,但組合成電堆,用同類型的電堆串,並聯的方法組合成致冷系統的話,功率就可以做的很大,因此致冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的範圍。
7、半導體致冷器的溫差範圍,從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現。

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