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制冷器發(fā)展歷史闡述
2010-11-19

    在我們盡情享受致冷器給我們帶來(lái)的便利的時(shí)候,可曾想過(guò)致冷器的工作原理以及它的發(fā)展歷史呢?今天,讓我們一起來(lái)探討關(guān)于致冷器知識(shí)吧!
    致冷器主要是利用致冷片而發(fā)揮制冷效果的。致冷片是由半導(dǎo)體所組成的一種冷卻裝置,于1960左右才出現(xiàn),然而其理論基礎(chǔ)Peltiereffect可追溯到19世紀(jì)。1834年,一位法國(guó)表匠,同時(shí)也是兼職研究Peltier effect現(xiàn)象的物理學(xué)家JeaNPeltier,發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象背后真正的原因,這個(gè)現(xiàn)象直到近代隨著半導(dǎo)體的發(fā)展才有了實(shí)際的應(yīng)用,也就是“致冷器”的發(fā)明。其工作原理是由直流電源提供電子流所需的能量,通上電源后,電子負(fù)極(-)出發(fā),首先經(jīng)過(guò)P型半導(dǎo)體,于此吸熱量,到了N型半導(dǎo)體,又將熱量放出,每經(jīng)過(guò)一個(gè)NP模塊,就有熱量由一邊被送到令外一邊造成溫差而形成冷熱端。冷熱端分別由兩片陶瓷片所構(gòu)成,冷端要接熱源,也就是欲冷卻之。在以往致冷器是運(yùn)用在CPU的,是利用冷端面來(lái)冷卻CPU,而熱端面散出的熱量則必需靠風(fēng)扇來(lái)排出。致冷器也應(yīng)用于做成車用冷/熱保溫箱,冷的方面可以冷飲機(jī),熱的方面可以保溫?zé)岬臇|西。
    現(xiàn)代的半導(dǎo)體致冷器是利用半導(dǎo)體材料的珀?duì)柼?yīng)制成的。所謂珀?duì)柼?yīng),是指當(dāng)直流電流通過(guò)兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時(shí),其一端吸熱,一端放熱的現(xiàn)象。重?fù)诫s的N型和P型的碲化鉍主要用作TEC的半導(dǎo)體材料,碲化鉍元件采用電串聯(lián),并且是并行發(fā)熱。TEC包括一些P型和N型對(duì)(組),它們通過(guò)電極連在一起,并且?jiàn)A在兩個(gè)陶瓷電極之間;TEC組件每一側(cè)的陶瓷電極的作用是防止由TEC電路引起的激光器管芯的短路;TEC的控制溫度可達(dá)30℃-40℃,當(dāng)有電流從TEC流過(guò)時(shí),電流產(chǎn)生的熱量會(huì)從TEC的一側(cè)傳到另一側(cè),在TEC上產(chǎn)生“熱”側(cè)和“冷”側(cè),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(guò)它的電流方向和大小來(lái)決定。在實(shí)際應(yīng)用中,TEC通常安裝在熱沉和組件外殼之間。其冷側(cè)與激光器芯接觸,起到致冷作用,它的熱側(cè)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(duì)激光器工作溫度的穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)所,一般都采用雙向溫控,即在常溫和高溫時(shí)對(duì)激光器制冷,在低溫環(huán)境中則制熱;半導(dǎo)體致冷器在電流方向逆轉(zhuǎn)時(shí),原來(lái)的冷端和熱端的位置就互換;則貼近激光器芯的一則就變成了熱端,對(duì)激光器芯加熱。
    我們今天的生活之所以如此美好,就是因?yàn)榍叭藗兊陌l(fā)現(xiàn)和發(fā)明以及無(wú)數(shù)的創(chuàng)造才讓使我們改善了或者是免受外界不良因素的困擾。在生活中,我們也要善于發(fā)現(xiàn),善于思考,如果在1960年的時(shí)候JeaNPeltier沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)現(xiàn)象的真正原因,弄不好我們今年夏天還在遭受著炙熱的煎熬!