半導(dǎo)體制冷片選擇

致冷片的性能在應(yīng)用致冷片前，要進(jìn)一步的理解它的性能，事實(shí)上致冷片的冷端從周邊吸取的熱Qπ外，尚有兩個，一種是焦耳熱QJ；另一種是傳導(dǎo)熱QK。電流從元件內(nèi)部通過就產(chǎn)生焦耳熱，焦耳熱的二分之一傳到冷端，另二分之一傳到熱端，傳導(dǎo)熱從熱端傳到冷端。

產(chǎn)冷量QC=Qπ-QJ-QK=(2P-2n).Tc.I-1/2j2R-K(Th-Tc)

式中，R表達(dá)一對電偶的總電阻，K是總熱導(dǎo)。

熱端散掉的熱Qh=Qπ+Qj-Qk=(2p-2n).Th.I+1/2I2R-K(Th-Tc)

從上面兩公式中能夠看出，輸入的電功率正好就是熱端散掉的熱與冷端吸取的熱之差，這就是“熱泵”的一種：Qh-Qc=I2R=P

由上式得出一種電偶在熱端放出的熱量Qh等于輸入電功率與冷端產(chǎn)冷量之和，相反得出冷端產(chǎn)冷量Qc等于熱端放出的熱量與輸入電功率之差。

Qh=P+QcQc=Qh-P

致冷片的選擇過程

半導(dǎo)體致冷應(yīng)用產(chǎn)品的心臟部分是半導(dǎo)體致冷片，根據(jù)半導(dǎo)體溫差電堆的特點(diǎn)，弱點(diǎn)及應(yīng)用范疇，選用電堆時首先應(yīng)擬定下列幾個問題：

1、擬定電堆的工作狀態(tài)。根據(jù)工作電流的方向和大小，就能夠決定電堆的致冷，加熱和恒溫性能，盡管最慣用的是致冷方式，但也不應(yīng)無視它的致熱和恒溫性能。

2、擬定致冷時熱端實(shí)際溫度。由于電堆是溫差片件，要達(dá)成最佳的致冷效果，電堆必須安裝在一種良好的散熱片上，根據(jù)散熱條件的好壞，決定致冷時電堆熱端的實(shí)際溫度，要注意，由于溫度梯度的影響，電堆熱端實(shí)際溫度總是要比散熱片表面溫度高，普通少則零點(diǎn)幾度，多則高幾度、十幾度。同樣，除了熱端存在散熱梯度以外，被冷卻的空間與電堆冷端之間也存在溫度梯度。

3、擬定電堆的工作環(huán)境和氛圍。這涉及是工作在真空狀況還是在普通大氣，干燥氮?dú)?，靜止或流動空氣及周邊的環(huán)境溫度，由此來考慮保溫（絕熱）方法，并決定漏熱的影響。

4、擬定電堆工作對象及熱負(fù)載的大小。除了受熱端溫度影響以外，電堆所能達(dá)成的最低溫度或最大溫差是在空載和絕熱兩個條件下擬定的，事實(shí)上工作的，電堆既不可能真正絕熱，也必須有熱負(fù)載，否則無意義。

5、擬定致冷片的級數(shù)。電堆級數(shù)的選定必須滿足實(shí)際溫差的規(guī)定，即電堆標(biāo)稱的溫差必須高于實(shí)際規(guī)定的溫差，否則達(dá)不到規(guī)定，但是級數(shù)也不能太多，由于電堆的價格隨著級數(shù)的增加而大大提高。

6、電堆的規(guī)格。選定電堆的級數(shù)后來，就能夠選定電堆的規(guī)格，特別是電堆的工作電流。由于同時能滿足溫差及產(chǎn)冷的電堆有好幾個，但是由于工作條件不同，普通選用工作電流最小的電堆，由于這時配套電源費(fèi)用較小，然而電堆的總功率是決定因素，同樣的輸入電功率減少工作電流就得增加電壓（每對元件0.1v），因而元件對數(shù)就得增加。

7、擬定電堆的數(shù)量。這是根據(jù)能滿足溫差規(guī)定的電堆產(chǎn)冷總功率來決定的，它必須確保在工作溫度時電堆產(chǎn)冷量的總和不不大于工作對象熱負(fù)載的總功率，否則無法達(dá)成規(guī)定。電堆的熱慣性非常小，空載下不不不大于一分鐘，但是由于負(fù)載的慣性（重要是由于負(fù)載的熱容量造成的），因此實(shí)際要達(dá)成設(shè)定溫度時的工作速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不大于一分鐘，多時達(dá)幾小時。如工作速度規(guī)定愈大，電堆的數(shù)量也就愈多，熱負(fù)載的總功率是由總熱容量加上漏熱量（溫度愈低、漏熱量愈大）。

上述七個方面是選用電堆時考慮的普通原則，根據(jù)上述原顧客首先應(yīng)根據(jù)需要提出規(guī)定來選擇致冷片件。普通的規(guī)定：

①、給定使用的環(huán)境溫度Th℃

②、被冷卻的空間或物體達(dá)成的低溫度Tc℃

③、已知熱負(fù)載Q（熱功率Qp、漏熱Qt）W

已知Th、Tc和Q，再根據(jù)溫差致冷片的特性曲線就可估算所需的電堆及電堆數(shù)量。

1、擬定致冷片的型號規(guī)格

2、選定型號后，查閱該型號的溫差電致冷特性曲線圖。

3、由使用環(huán)境溫度和散熱方式擬定致冷片的熱端溫度Th，得出相近的Tc。

4、在對應(yīng)的特性曲線圖中查出冷端Qc的產(chǎn)冷量。

5、由所需的產(chǎn)冷量Q除以每個電堆的產(chǎn)冷量Qc就得到所需的電堆數(shù)量N=Q/Qc

■GL模組（半導(dǎo)體製冷片）

GLIIModulemodelnumberImax(A)Vmax(V)ΔTmax(℃)Qmax(W)ΔTmax(℃)Qmax(W)ExternalDimensions(mm)Th=27℃Th=50℃LcWcLhWhH

FPH1-3102NC2.03.870.04.477.05.015.015.04.70

GLIIModule/2-TierCascadeModulemodelnumberImax(A)Vmax(V)ΔTmax(℃)Qmax(W)ΔTmax(℃)Qmax(W)ExternalDimensions(mm)Th=27℃Th=50⊥LcWcLhWhH

FPK2-19808NC8.516.185.051.695.058.040.040.07.05

<<<TestReportofGLIIModule

GL模組通用規(guī)格

1.最大耐熱溫度：150℃（保證使用溫度範(fàn)圍：—40~100℃）

2.允許的最大壓縮載荷：1MPa

3.引線規(guī)格：PVCUL規(guī)格品

4.耐濕密封：KE347（信越有機(jī)矽類）或者以近似產(chǎn)品密封模組的面。

StandardModulemodelnumberImax(A)Vmax(V)ΔTmax(℃)Qmax(W)ExternalDimensions(mm)Th=27℃LWH

TEC1-17033.52.1683.915154.7TEC1-31033.87.02020TEC1-35034.28.03015TEC1-71038.616.030TEC1-1270315.429.04040

TEC1-17044.02.1684.215154.7TEC1-31043.87.52020TEC1-35044.28.43015TEC1-71048.617.030TEC1-1270415.432.04040

TEC1-17055.02.1685.515154.1TEC1-31053.810.02020TEC1-35054.211.03015TEC1-71058.623.030TEC1-1270515.441.04040

TEC1-17066.02.1687.115154.0TEC1-31063.813.02020TEC1-35064.214.53015TEC1-71068.629.030TEC1-1270615.453.04040

TEC1-17077.02.1687.515153.7TEC1-31073.813.62020TEC1-35074.215.43015TEC1-71078.631.030TEC1-1270715.455.04040

TEC1-17088.52.16810.015153.8TEC1-31083.818.02020TEC1-35084.220.03015TEC1-71088.642.030TEC1-1270815.475.04040

TEC1-1271212.015.468110.040403.7TEC1-1271515.0130.050503.5TEC1-63088.57.637.440203.8TEC1-1990824.1118.0403.5TEC1-1991313.0200.05050

TES1-31022.03.8663.715155.1TES1-71028.68.52020TES1-1270215.415.23030

TES1-31033.03.8666.515153.8TES1-71038.615.02020TES1-1270315.427.03030

TES1-31044.03.8668.115153.6TES1-71048.618.72020TES1-1270415.433.43030

TES1-31066.03.86612.215153.3TES1-71068.627.92020TES1-1270615.450.53030

TES1-143044.017.3664040403.7

TEC1-602525.86.368125.0Lh=48Wh=485.5Lc=40Wc=4