半導體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現制冷的目的。它是一種產生負熱阻的制冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。

半導體制冷片原理

在原理上，半導體制冷片是一個熱傳遞的工具。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成的熱電偶對中有電流通過時，兩端之間就會產生熱量轉移，熱量就會從一端轉移到另一端，從而產生溫差形成冷熱端。但是半導體自身存在電阻當電流經過半導體時就會產生熱量，從而會影響熱傳遞。而且兩個極板之間的熱量也會通過空氣和半導體材料自身進行逆向熱傳遞。當冷熱端達到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時，就會達到一個平衡點，正逆向熱傳遞相互抵消。此時冷熱端的溫度就不會繼續發生變化。為了達到更低的溫度，可以采取散熱等方式降低熱端的溫度來實現。

半導體制冷片硬件結構圖

風扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱。通常半導體制冷片冷熱端的溫差可以達到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的下降，從而達到更低的溫度。

當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流后，就能產生能量的轉移，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體材料N、P的元件對數來決定。

半導體制冷片使用注意事項

1、當不知道致冷器的冷熱面時，可采用這樣的方法，將紅線接電源正極，黑線接負極，并可在沒有散熱條件下，瞬間通電進行試驗，即用手觸摸致冷器的兩個端面，會感到有一面的發熱，一面稍有冷感，發熱的一面為熱面，冷感的一面為冷面。但時間不能超過5秒，否則由于熱端溫度太高，極易造成器件燒壞。

2、在一般條件下，引線用紅色通常表示為正極：通常用黑色表示為負極，這是熱電致冷器工作時的接線方法。需致熱時．只要改變電流極性即可。致冷工作必須采用開關電源，電源的紋波系數應小于10％。

3、致冷器的熱電偶對數及極限電壓的識別方法，熱電偶對數即指P、N結點的數量。例如：致冷器的型號為TEC1-12706，則127為致冷器的熱電偶對數，06為允許電流值：A，致冷器的極限電壓≈熱電偶對數×0.12，例如：TECI-12706的極限電壓V＝127×0.12＝15.4（V）。正常工作壓為極限電壓的78%，如TEC1-12706的工作電壓為15.4*0.78=12.01V。

4、各種致冷器不論在使用還是在試驗中，致冷致熱交換時應等冷熱面的溫度恢復到室溫，（一般在15分鐘以上）。否則易造成致冷器的損壞。

5、為了延長熱電致冷器的壽命，應對致冷組件四周進行密封處理。我們方法有二種，一種是采用704硅膠密封；另一種是采環氧樹脂密封，密封的目的是使致冷器的熱電偶與外界空氣完全隔離。起著防濕防潮的作用，并可以延長致冷器的壽命。

6、在安裝時，首先將致冷組件的兩面擦試干凈，并分別在致冷器的冷熱面均勻地涂上一層薄薄的導熱硅脂。與致冷器相接觸的鋁散熱器或儲冷板的表面應平整，并擦試干凈，也在其表面均勻地涂上導熱硅脂；在安裝過程中致冷器的冷面一定要與儲冷板接觸良好，熱面也應與鋁散熱器的表面充分接觸，（如用螺絲緊固，幾個螺絲的用力都應均勻，切勿過度或用力不均）。為達到最佳致冷效果，在儲冷板和鋁散熱器之間應用隔熱材料填充，其厚度一般在25-30mm為宜。

7、致冷片的安裝壓力建議在150PSI至300PSI之間，壓力太低會造致冷片接觸面接觸不良，壓力太大，會損壞致冷片。

8、用戶在沒有專用儀器的情況下，判斷致冷器的合格與否，主要是測試其電阻。可以使用數據電橋或帶有補償的電阻表，測量致冷器的電阻。用萬用表測試致冷組件靜態電阻不準確，只可供參考。

9、在搬運和安裝致冷器的過程中，操作人員應輕拿輕放，嚴禁將致冷片從高處摔下，即使在10-20cm的高度也會造成致冷器的內阻產生明顯變化，從而造成致冷器的損壞。

10、半導體致冷片使用在以下的場合，其壽命會可能大幅消減：A、頻繁使用冷熱交替使用B、振動情況下使用C、熱端散熱器溫度超過65度D、工作電壓超壓使用（建議不超過極限電壓的70%）E、致冷片的發熱面接觸不良F、四周不封膠的致冷片在潮濕的環境中使用

11、半導體致冷片使用在以下場合，會存在迅速損壞的可能：A、致冷片的發熱面不接觸任何散熱物件B、致冷片使用電壓超過極限工作電壓C、致冷片的承受壓力超過500PSI

半導體制冷片壽命

理論壽命很長~約30萬小時；實際壽命受由使用狀況不同差別很大，在不過流，不過壓，冷熱端（特別是熱端）散熱良好，不違規操作（重壓，摔打，工作過程中突然轉換制冷制熱模式等）的情況下，使用5萬個小時是很容易達成的；但是許多人，喜歡超功率使用，用高電壓，大電流，散熱工作又做的不到位，結果1~2年就用壞了，甚至在一些人手上只能用幾個月。

可以肯定的一個事實：如果遵照標準使用，設計合理，10萬個小時是能保證的，因為現在很多的半導體激光打標機里面也用的半導體制冷片對發光單元強冷（用的恒溫水冷對半導體制冷片散熱），人家廠家保證的機頭使用壽命是10萬小時。

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