车载冰箱半导体制冷原理

车载小冰箱的半导体制冷原理 半导体制冷技术 材料是当今世界的三大支柱产业之一，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步，材料的发展更是日新月异，新材料层出不穷，其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴的热门材料，其实半导体制冷技术早在十九世纪三十年代就已经出现了，但其性能一直不尽如人意，一直到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展，热点制冷器才逐渐从实验室走向工程实践，在国防、工业、农业、医疗和日常生活等领域获得应用，大到可以做核潜艇的空调，小到可以用来冷却红外线探测器的探头，因此通常又把热电制冷器称为半导体制冷器。 半导体制冷器件大致可以分为四类： （1）用于冷却某一对象或者对某个特定对象进行散热，这种情况大量出现在电子工业领域中； （2）用于恒温，小到对个别电子器件维持恒温 ，大到如制造恒温槽，空调器等(3)制造成套仪器设备，如环境实验箱，小型冰箱，各种热物性测试仪器等(4)民用产品，冷藏烘烤两用箱，冷暖风机等。 半导体制冷的应用： （1）在高技术领域和军事领域 对红外探测器，激光器和光电倍增管等光电器件的制冷。比如，德国Micropelt公司的半导体制冷器体积非常小，只有1个平方毫米，可以和激光器一起使用TO封装。 （2）在农业领域的应用 温室里面过高或过低的温度，都将导致秧苗坏死，尤其部分名贵植物对环境更加敏感，迫切需要将适宜的温度检测及控制系统应用于现代农业。 （3）在医疗领域中的应用 半导体温控系统在医学上的应用更为广泛。如：用于蛋白质功能研究、基因扩增的高档PCR仪、电泳仪及一些智能精确温控的恒温仪培养箱等；用于开发具有特殊温度平台的扫描探针显微镜等。 半导体制冷的优点 半导体制冷器的尺寸小，可以制成体积不到1cm小的制冷器；重量轻，微型制冷器往往能够小到只有几克或几十克。无机械传动部分，工作中无噪音，无液、气工作介质，因而不污染环境，制冷参数不受空间方向以及重力影响，在大的机械过载条件下，能够正常地工作通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率；通过切换电流方向，可是制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于控制。 半导体制冷器件的工作原理 半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即： Qab=Iπab πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数 ，单位为[V], πab为正值时，表示吸热，反之为放热，由于吸放热是可逆的，所以πab=－πab 帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度，其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相，帕尔帖系也具有加和性，即： Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此绝对帕尔帖系数有πab=πa－ πb 金属材料的帕尔帖效应比较微弱，而半导体材料则要强得多，因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。 半导体制冷材料的发展 AVIoffe和AFIoffe指出，在同族元素或同种类型的化合物质间，晶格热导率Kp随着平均原子量A的增长呈下降趋势。RWKeyes通过实验推断出，KpT近似于Tm3/2ρ2/3A-7/6成比例，即近似与原子量A成正比，因此通常应选取由重元素组成的化合物作为半导体制冷材料。 半导体制冷材料的另一个巨大发展是1956年由AFIoffe等提出的固溶体理论，即利用同晶化合物形成类质同晶的固溶体。固溶体中掺入同晶化合物引入的等价置换原子产生的短程畸变，使得声子散射增加，从而降低了晶格导热率，而对载流子迁移率的影响却很小，因此使得优值系数增大。例如50%Bi2Te3－50%Bi2Se3固溶体与Bi2Te3相比较，其热导率降低33%，而迁移率仅稍有增加，因而优值系数将提高50%到一倍。 Ag(1-x)Cu(x)Ti Te、Bi－Sb合金和YBaCuO超导材料等曾经成为半导体制冷学者的研究对象，并通过实验证明可以成为较好的低温制冷材料。下面将分别减少这几种热电性能较好的半导体制冷材料。 二元Bi2Te3－Sb2Te3和Bi2Te3－Bi2Se3固溶体 二元固溶体，无论是P型还是N型，晶格热导率均比Bi2Te3有较大降低，但N型材料的优值系数却提高很小，这可能是因为在Bi2Te3中引入Bi2Se3时，随着Bi2Se3摩尔含量的不同呈现出两种不同的导电特性，势必会使两种特性都不会很强，通过合适的掺杂虽可以增强材料的导电特性，提高材料的优值系数，但归根结底还是应该在本题物质上有所突破。 三元Bi2Te3－Sb2Te3－Sb2Se3固溶体 Bi2Te3 和Sb2Te3是菱形晶体结构，Sb2Se3是斜方晶体结构，在除去大Sb2Se3浓度外的较宽组份范围内，他们可以形成三元固溶体。无掺杂时，此固溶体呈现P型导电特性，通过合适的掺杂，也可以转变为N型导电特性。在二元固溶体上添加Sb2Se3有两个优点：首先是提高了固溶体材料的禁带宽度。其次是可以进一步降低晶格热导率，因此Sb2Se3不论是晶体结构还是还是平均原子量，都与Bi2Te3 和Sb2Te3相差很大。当三元固溶体中Sb2Te3+5% Sb2Se3的总摩尔含量在55%～75%范围时，晶格热导率最低，约为0.8×10-2W/cm K，这个值要略低于二元时的最低值0.9×10-2W/cm K。 但是，添加Sb2Se3也会降低载流子的迁移率，将会降低优值系数，因此必须控制Sb2Se3的含量。 P型Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料 AgTi Te材料由于具有很低的热导率（k=0.3 W/cm K）,因此如能通过合适的掺杂提高其载流子迁移率μ和电导率σ，将有可能得到较高的优值系数Z。RMAyral-Marin等人通过实验研究，发现将AgTi Te和CuTi Te通过理想的配比形成固溶体，利用Cu原子替换掉部分Ag原子后，可以得到一种性能较好的P型半导体制冷材料Ag(1-x)Cu(x)Ti Te，其中x在0.3左右时，材料的热电性能最好。由此可见Ag(1-x)Cu(x)Ti Te的确是一种较好的P型半导体制冷材料。 N型Bi－Sb合金材料 无掺杂的Bi－Sb合金是目前20K到220K温度凡内优值系数最高的半导体制冷材料，其在富Bi区域内为N型，而当Sb含量超过75%时将转变为P型。在Bi的单晶体中引入Sb，没有改变晶体结构，也没有改变载流子（包括电子和空穴）浓度，但是拉大了导带和禁带之间的宽度。Sb的含量为0～5%时禁带宽度约为0eV，即导带和禁带相连，属于半金属；Sb含量在5%～40%时，禁带宽度值基本是在0.005eV左右，当Sb的含量在12%～15%时，达到最大，约为0.014eV，属于窄带本征半导体。由上文所述，禁带宽度的增加必将提高材料的温差电动势。80K到110K温度范围内，是Bi85Sb15的优值系数最高，高温时则是Bi92Te8最高。 YBaCuO超导材料 根据上面的介绍可知,在50K到200K的温度范围内,性能最好的半导体制坑材料是n型Bi(100-x)Sbx合金，其中Sb的含量在8%～15%。在100K零磁场的情况下，Bi－Sb合金的最高优值系数可达到6.0×10-3K-1，而基于Bi、Te的p型固溶体材料在100K时的优值系数却低于2.0×10-3K-1并且随着温度的下降迅速减小。因此，必须寻找一种新的p型低温热电材料，以和n型Bi－Sb合金组成半导体制冷电对。利用高Tc氧化物超导体代替p型材料，作为被动式p型电臂（称为HTSC臂，即High Tc Supercon－ducting Legs）,理论上可以提高电队的优值系数，经过实验证明也确实可行。半导体制冷电对在器件两臂满足最佳截面比时的最佳优值系数为： zmax= （1）式中的下标p和n分别对应p型材料和n型材料。由于HTSC超导材料的温差电动势率α几乎为零，但其电导率无限大，因此热导率κ和电导率δ的比值κ/δ却是无限小的，这样式（1）可以简化为： zmax(HTSC)=即由n型热电材料和HTSC臂所组成的制冷电对的优值系数，将等于n型材料的优值系数。 Mosolov A B等人分别利用以SrTiO3座基地的YBaCuO超导薄膜和复合YBaCuO－Ag超导陶瓷片作为被动式HTSC臂材料，用Bi91Sb9合金作为n型材料，制成单级半导体制冷器。实验结果表明：利用YBaCuO超导薄膜制成的制冷器，热端温度维持在85K，零磁场时可达到9.5K的最大制冷温差，加上0.07T横向磁场时能达到14.4K利用YBaCuO－Ag超导陶瓷片制成的单击制冷器，热端温度维持在77K时，相应的最大制冷温差分别是11.4K和15.7K。从半导体制冷器最大制冷温差计算公式，可以反算出80Kzuoyou这种制冷电对的优值系数约为6.0×10-3K-1，可见这种电对组合是有着很好的应用潜力的。随着高Tc超导体材料的发展，这种制冷点队的热端温度将会逐渐提高，优值系数也将逐渐增大，比将获得跟广泛的应用。

问题一：车载冰箱的原理 如何? 好像是背后的芯片控制.... 现在的车载冰箱大部分是半导体车载冰箱，它的原理是靠电子芯片制冷，利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法.制冷温度范围为-5至65度。

问题二：汽车冰箱的车载冰箱制冷原理 半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用“帕尔帖效应”的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。1843年，法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，他惊奇的发现一个接头变热，另一个接头变冷；这个现象后来就被称为“帕尔帖效应”。 “帕尔帖效应”的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级想低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）。所以，“半导体电子制冷”的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）。半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器。 经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。通上电源之后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是 *** 研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，看起来像三明治.电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。

问题三：车载冰箱的 *** 作方法 1、车载冰箱能让人在炎炎夏日里感受到一丝清凉，但是一定要清楚它的最 *** 冷温度，另外一点需要了解的是，半导体车载冰箱制冷效果不明显，制冷速度慢，最好是在家用冰箱中冷藏或冷冻过的东西再移进来。2、购买车载冰箱的同时，最好选择有低电压保护功能的产品。3、最好能配备电源转换器，以达到冰箱家里、车内使用两不误。4、使用车载冰箱时，进风口尽量不进水，否则车载冰箱会 *** 。5、冰箱内胆中不可放置带磁性的物体，防止内部制冷芯片受到影响。6、箱体内不可放过热的和带有腐蚀性的物体，避免对内胆造成破坏。7、半导体车载冰箱在由一种温度模式转换到另一种温度模式时要先切断电源8-10分钟。8、没有低电压包装装置的车载冰箱于车上使用时，在关闭发动机后要记得切断产品的电源。9、各款冰箱均有用于散热的出风口，在安放时要注意不要挡住出风口。

问题四：车载冰箱在熄火后还能制冷吗 原装车载冰箱钥匙拔掉后停止工作，后期加装的通过点烟器供电的车载冰箱是一直工作的，除非把插头 ***

问题五：车载冰箱不制冷什么原因加分 本身半导体冰箱就是只能比情况温度低18°阁下的哦。要想冷冻是根本弗成能的。寻求品德和物美价廉的 建议你买奥托泰的奥托泰是车载冰箱的专业制造商 产品重要出口澳洲。容量为4L-7L.价格从130-500不等,是出门在外的好副手。可以上彀查查他们的型号。你本身淘宝上搜‘奥托泰’吧。 查看原帖>>

问题六：车载冰箱使用方法 车载冰箱使用说明

1、车载冰箱一定要清楚它的最 *** 冷温度,半导体车载冰箱制冷效果不明显,制冷速度慢,最好是在家用冰箱中冷藏或冷冻过的东西再移进来。

2、购买车载冰箱的同时,最好选择有低电压保护功能的产品。

3、最好能配备电源转换器,以达到冰箱家里、车内使用两不误。

4、使用车载冰箱时,进风口尽量不进水,否则车载冰箱会 *** 。

5、冰箱内胆中不可放置带磁性的物体,防止内部制冷芯片受到影响。

6、箱体内不可放过热的和带有腐蚀性的物体,避免对内胆造成破坏。

7、半导体车载冰箱在由一种温度模式转换到另一种温度模式时要先切断电源8-10分钟。

8、没有低电压包装装置的车载冰箱使用时,在关闭发动机后要记得切断产品的电源。

9、各款冰箱均有用于散热的出风口,在安放时要注意不要挡住出风口。

10、无须安装,直接放在汽车座位或者地毯上,或者放置于后备箱中,直立横卧放置皆可。

希望以上答案对您有所帮助！

问题七：车载冰箱的原理 车载冰箱的工作原理是用半导体制冷的，体积小，重量低，无噪音，方便携带，只是温度最多能降到4摄氏度左右，一般只能用于冷藏。另外如果把电源反接就能制热。

车载冰箱主要分为4类

保温箱

以保温材料制成外壳，利用储能盒制冷加热后，来保持物品温度。

保温箱车载冰箱是比较早期的产品，叫它冰箱可能不太合适，因为它不具备制冷功能，只有保温功能，使用的时候必须把要冷藏的物品放冰箱里冷冻后放入保温箱里，有冰袋的话放入冰袋，这样一来就能在短时间内保持冰冻，

这种冰箱的优点是不耗电，要知道汽车上的电都是油换来的，价格也比较低廉，缺点是不能长时间保温，而且空间较小。第一类是比较早期的产品，叫它冰箱可能不太合适，因为它不具备制冷功能，只有保温功能，使用的时候必须把要冷藏的物品放冰箱里冷冻后放入保温箱里，有冰袋的话放入冰袋，这样一来就能在短时间内保持冰冻，

半导体车载冰箱

它的原理是靠电子芯片制冷，利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法.制冷温度范围为-5至65度

这种方法的优点是既能制冷又能制热，环保、无污染，体积小，成本较低，工作时没有震动、噪音、寿命长。缺点是制冷效率不高，容量较小。

压缩机车载冰箱

压缩机是传统冰箱的传统技术，制冷温度低，为-18度10度。制冷效率高，体积大，是未来车载冰箱发展的主流方向。缺点是重量较重，比较耗电，价格较高。压缩机汽车冰箱的压缩机世界上的主要产地为德国与日本，国内高档压缩机汽车冰箱的压缩机主要是德国的，质量较好。

从以上3类来看，每类都有不同的优点和缺点，用户应该根据自己的的实际需求来购买，避免浪费。

有3大类型，一种是电子的，一种是压缩机的，2者都是靠汽车点烟器的12V电源电来带动。冰箱储物箱位于后排座椅中央扶手的位置。

还有另外一种车载冰箱，实际上它只是一个低温储物箱，位于副驾驶前的手套箱。它没有独立的压缩机，它的冷气来源于空调系统。这种所谓的车载冰箱一般用于中低档或低档轿车上。车载冰箱容量很小，一般只能放几瓶矿泉水，车载冰箱的位置一般在中控台、前排乘客位储物箱里、后排中央扶手或者后备箱里。目前市场上面的大多数车载冰箱就是这种，与普通家用冰箱不同，它不是采用压缩机的机械压缩原理制冷，而是采用电子(半导体)制冷原理，尽管不会产生噪声和污染，而且电源是特设的车载电源，但制冷效果和压缩机制冷无法相比。车主一般需要在往车载冰箱内放入食品饮料前，必须先把食品放到家用冰箱降降温

电子制冰冰箱

以双电子同步制冷，特殊内部机体构造为依托，实现电子制冰，能达到零下三度，加热65度，制冷温度可以调节，满足绝大部分要求制冷加热迅速，并且能达到零下温度要求。

问题八：车载冰箱的区别 车载冰箱与家用冰箱的区别1、抗震防抖：车载冰箱抗震性能好，适应颠簸路面使用；2、电池保护：车载冰箱在达到电池保护设定值后会自动断电，保护汽车正常启动；3、E-mark(电磁干扰)：车载冰箱的电控模块工作时与车内其他电子产品的电磁互不干扰，更不会影响汽车电池的正常使用；4、防倒保护：车载冰箱使用时，轻微倾斜不影响正常工作，当倾斜达到45°以上时，会自动停止工作，从而保护压缩机；区别的原因：1、汽车在行驶过程中是不断震动的，良好的抗震防抖性能才能保证车载冰箱的正常使用；2、车载冰箱在汽车上连接点烟器使用，当汽车熄火后，电瓶会继续给冰箱供电使用，此时电池保护可保证电瓶内保留足够的电量确保汽车的正常点火，从而保护电池的使用安全；3、汽车内的各种电子产品很多，各种电磁互相干扰影响正常工作，E-mark可保证车载冰箱电磁不干扰其他电器的正常工作，保护车内各种电子设备的安全使用；4、压缩机在倾斜角度过大时，持续的工作会造成压缩机的损坏，影响使用寿命，防倒保护可保证压缩机倾斜超过45°时自动停机，从而保护压缩机的使用寿命；

问题九：怎样正确使用车载冰箱 不同类型的车载冰箱的安装与使用方法。

保温箱：保温箱无须安装，只要放入车内即可，当需要冷藏时，先把储能盒(袋)平放在家用冰箱或冰柜中，冷冻lOh后放入保温箱中，置于食品、饮料、水果等物品的上部或侧部，盖严上盖即可，箱内温度可稳定在

15°C以下长达约20h；当需加热时，先把储能盒(袋)平放在微波炉中加热2min，温度升到60 - 70°C后平放入保温箱中，置于食品、饮料等的底部或侧部，盖严上盖即可，箱内温度可稳定在40°C以上长达约4h；

冷热型冰箱：将冰箱固定在车内合适位置，然后将电源插头插入点烟器插座即可当需要制冷时，将冷/热开关拨至制冷挡；当需要加热时，将冷/热开关拨至加热挡；

车家两用型冰箱(ST244型) ：

1)车内安装与使用，在车内使用时需将箱体固定在车内合适的位置，并保持良好的通风。把直流电源线的一端插入冰箱上的直流插孔，另一端插入车内12V点烟器插座，电流应大于5A，把交流/直流开关置于直流挡使用选择冷/热开关挡位，对应指示灯亮时，该机开始工作。把制冷/制热开关置于开挡，或是把交流/直流开关置于开挡，该机即可停止工作。在加热时，当箱内温度升至(70 ± 5 )°C时，电源会自动切断；当温度低于(60±5)°C时，电源会自动接通继续加热；

2)家庭安装与使用，把交流电源线的一端插入冰箱上的交流插孔，另一端插入220V交流电源插座，把交流/直流开关拨至交流挡；选择冷/热开关挡位，对应指示灯亮时，该机开始工作。把制冷/制热开关置于关挡，或把交加直流开关置于关挡，该机即可停止工作。在加热时，当箱内温度升至(70 ±5)°C时，电源、会自动切断；当温度低于(60±5)°C时，电源会自动接通继续加热。

特别注意：车载冰箱安装与使用时应注意以下事项：

①车载冰箱在汽车上使用时，只能用12V直流电源。

②通风口与散热孔要保持畅通。

③加热工作状态下，箱内适合放加热过的食品，不太适合放冷冻食品。

④当从加热功能转换时，应关掉电源， 5min后再起动。

问题十：车载冰箱不够制冷怎么办 车载冰箱一般都是电子制冷的。

风扇下边有一块铝散热片，开机后用手摸一下，如果不热的话，就是致冷片坏了或12V（24V）电压没有，接一个小灯泡试试，亮的话就肯定是致冷片坏了。

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