半导体致冷器基础知识解析

半导体致冷器（TEC）也叫热电致冷器，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污染的场合。半导体致冷器的工作运转是用直流电流，它既可致冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理。

半导体致冷器（TEC）也叫热电致冷器，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污染的场合。半导体致冷器的工作运转是用直流电流，它既可致冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理。

工作原理

半导体致冷器是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。

重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。TEC包括一些P型和N型对（组），它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；

TEC组件每一侧的陶瓷电极的作用是防止由TEC电路引起的激光器管芯的短路；

TEC的控制温度可达30℃－40℃，当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生″热″侧和″冷″侧，这就是TEC的加热与致冷原理。是致冷还是加热，以及致冷、加热的速率，由通过它的电流方向和大小来决定。

在实际应用中，TEC通常安装在热沉和组件外壳之间。其冷侧与激光器芯接触，起到致冷作用，它的热侧与散热片接触，把热量散到外部去，这也只是一种最普遍的情况。在对激光器工作温度的稳定性要求较高的场所，一般都采用双向温控，即在常温和高温时对激光器制冷，在低温环境中则制热；

半导体致冷器在电流方向逆转时，原来的冷端和热端的位置就互换；则贴近激光器芯的一则就变成了热端，对激光器芯加热。

应用优势

1、不需要任何致冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体器件，工作时没有震动，噪音，寿命长，安装容易。

2、半导体致冷器具有两种功能，既能致冷，又能加热，致冷效率一般不高，但致热效率很高，永远大于1。因此使用一个器件就可以代替分立的加热系统和致冷系统。

3、半导体致冷器是电流换能型器件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控，程式控制，电脑控制，便於组成自动控制系统。

4、半导体致冷器热惯性非常小，致冷致热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，致冷器就能达到最大温差。

5、半导体致冷器的反向使用就是温差发电，半导体致冷器一般适用于中低温区发电。

6、半导体致冷器的单个致冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串，并联的方法组合成致冷系统的话，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7、半导体致冷器的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

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