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半导体热电技术

发布日期:2017-01-16

一、半导体热电致冷技术

技术简介:                                                                             
    半导体热电致冷技术是利用半导体材料的Peltier效应实现致冷或加热的一种能量转换技术,广泛应用于光

电子、电子工业、生物医疗、消费类家电等领域。                                                     


致冷副本.png


  热电致冷技术的核心部件为热电致冷组件(TEC),也称作热电致冷器或热电致冷芯片。如上图所示,热电

致冷组件通常是由若干对p、n型半导体热电偶串联而成。                                               

    当接上直流电源后,热电致冷组件的一端会温度降低,而另一端温度会同时升高。借助热交换器等各种传热

手段,使致冷组件的热端不断散热,则组件的冷端将不断从工作环境吸热热量。值得注意的是,此现象是完全可

逆的,只要改变电流方向,就可以使热量向相反的方向转移。因此,在一个热电致冷组件上可同时实现致冷和加

热两种功能。                                                                                      



技术特点:                                                                              

  在一些中小功率致冷,特别是需要精确温度控制的场合,热电致冷技术可以提供很大的帮助,甚至成为唯一

技术解决方案。与传统的机械制冷方式相比,热电致冷具有很多优点:                                   





热电致冷组件性能曲线:                                                                   


曲线1.png

Qc-I:表示在热面温度一定时,不同温差下致冷          V-I:表示不同温差下,输入电压与输入电流之

      功率与输入电流之间的对应关系。该曲线               间的对应关系。当温差与电流确定后,该

  可以评价热电致冷组件是否有足够的致冷               曲线可以帮助用户选择合适的电源。

能力来满足应用需求。                                                             





曲线2.png

 Qh-I:表示在热面温度一定时,不同温差下热面         COP-I:表示不同温差下,COP系数与输入电流之 

        散热功率与输入电流之间的对应关系。Qh                间的对应关系。COP系数为致冷功率与输  
       为Qc与输入电功率之和。                              入电功率的比值。该曲线有助于用户确定
                                                             致冷效率,从而实现致冷能力的最大化。 





二、温差发电技术

技术简介:                                                                             

 温差发电技术是利用半导体材料的Seebeck效应将热能直接转换成电能的一种新能源技术,具有结构紧凑、

无运动部件、性能可靠、免维护、工作时无噪声、低碳环保等特点,广泛应用于空间、军事、工业、汽车、新    

能源、民用家电等领域。                                                                              


发电副本.png


温差发电技术的核心部件为温差发电组件(TEG),也称作温差发电芯片。如上图所示,温差发电组件通常

由若干对pn半导体电偶对串联而成。只要温差发电组件的热面有热量输入,在组件冷热两面之间建立起温度    

差,就会有源源不断的直流电发出。                                                                    




温差发电组件性能曲线:                                                                 


发电曲线副本.png

    在温差一定的情况下,V-I特性曲线可以看作是一条直线,直线的横截距表示短路电流,纵截距表示开路

压,斜率表示动态内阻。当温差发电组件的动态内阻与外负载相等时,可获得最大输出功率。此时,输出电压

为开路电压的一半。                                                                      



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