固態熱電技術在很多領域的應用-檢測顯微鏡
固態熱電冷卻
固態熱電技術正在很多領域用于冷卻,從電冰箱到慣性導航系
統。這些器件有許多不同的尺寸、形狀、工作電流、電壓和泵吸能
力,也可用直流電工作。通以直流電時,它產生一個熱面和一個冷
面。需要冷卻的電子元件安裝在冷邊。熱邊可裝一熱交換器,提高
散熱能力,從而改善冷邊的性能。只要簡單地把正負電連接轉換一
下,就轉換了熱面和冷面,從而系統就可以反向工作。
單個熱電器件冷面和熱面的溫差可達65℃。把一個模塊疊放在
另一個模塊的頂部,進行串接,可增大溫差。兩個模塊疊放在一起
時,冷、熱面的溫差可達85℃。
熱電模塊一般都裝在兩塊陶瓷板之間,實現電絕緣,同時提供
良好的熱傳導能力和高機械強度。由于陶瓷非常脆,所以在安裝或
夾緊的時候要特別小心,防止陶瓷破碎。在夾緊連接面時可使用柔
軟的連接材料,如銦箔等,使負載更加均勻,以減小壓力和應力。
有時也使用有機硅脂,以減小安裝界面的熱阻。為實現這一目的,
有時也使用室溫蠕變黏合劑。
熱電冷卻器件工作時需要電源,這就意味著存在有必須除去的
熱負載。安裝在熱電冷卻器上的任何器件也要散發熱量,也必須除
去。因此,熱電冷卻器使用中有兩種必須要考慮的熱負載,即輸入
的電功率和被冷卻器件的熱量。總的熱負載是這兩個熱源的和。
有許多這種情況,即當地的環境溫度太高,無法為溫度敏感器
件提供合適的冷卻,此時則需要冷凍系統或熱電冷卻器件。在小尺
寸、輕重量、低噪聲和低成本很重要的場合,使用熱電系統非常有
效。
有些特殊制造過程和測試設備要求非常精確的溫度控制,熱電
冷卻器件可滿足這些要求。