1介绍：由于热电制冷器是固态为基础的构造，所以，一般认为热电制冷器具有很高的可靠性。在大多数应用条件下，热电制冷器件均可以为您提供长期无故障的服务。目前，在很多具体的实例中，热电制冷器的持续工作时间都超过了20年，并且热电制冷器的寿命比相关仪器的寿命都要长。然而，因为失效率与应用环境是密切相关的，实际中想要得到具体的热电制冷器件的可靠性仍然是比较困难的。对于一些相对稳定的制冷应用条件下，在制冷器上加载的直流电源非常稳定而且基本上不会间断，此时热电制冷器的可靠性会非常的高。平均故障间隔时间(MTBFs)一般会超过2000,000小时，一般以这种情况下的平均故障间隔时间作为工业标准。而另一方面，在涉及到冷热循环工作的应用条件下，平均故障间隔时间就会大大缩短，特别是当热电制冷器在循环过程中温度会升高到较高温度时。
一般来说，公布热电制冷器的可靠性数据是非常困难的，因为在实际应用中的很多应用条件和工作参数会影响到最终的结果。所以，可靠性数据只有对于与测试环境相似的应用环境来说是有效的，对其他应用情况来说并不一定适用。如制冷器安装和焊接工艺，供电电源和温度控制系统及相关技术，温度控制等因素，与外部环境相结合将会极大的影响失效率，使其发生大范围的波动。为了给用户提供有关热电制冷器寿命的基础数据，并且为相关工程人员在设计优化制冷器可靠性的过程中提供帮助，我们设计了若干制冷器的可靠性试验来获取所需的可靠性数据。这里列出了几种应用条件下的测试结果和数据，可以为在相似的条件下使用制冷器的最终消费者提供帮助。为用户提供这些数据时，要根据不同的应用环境和用户需求进行选择。
对热电制冷器安装过程的一些大体要求，可以在本手册的第六部分找到。为了尽量减少错误的安装过程会对制冷器可靠性带来影响，所有制冷器的安装过程必须遵守手册上提到的要求。在安装过程中影响制冷器可靠性的因素主要有以下几点：
a) 热电制冷器在压力条件下具有很高的机械强度，但是其剪切强度相对来说比较低。因此，一般不可以将热电制冷器设计在承载主要支撑的机械结构体系中。此外，在可能会涉及到振动和冲击的应用条件下，热电制冷器最好是在安装时保持适当的压力，也就是使用螺钉夹紧的方法。对于热点制冷器来说，只要使用适当的安装方法，就可以成功的应对如飞机，军事或相似环境下出现的振动或冲击环境。
b) 尽管热电制冷器的最大建议压力载荷是每平方厘米15千克 (每平方英寸200磅)，但是在测试过程中，大多数制冷器都可以承受超过每平方厘米15千克(每平方英寸200磅)的压力载荷而不造成失效。最重要的是需要保证制冷器的安装方法是选用螺钉夹紧固定的方法，并且安装过程中保持了适当的压力，这样制冷器不会在很小的侧向力下就容易松动进而引起移动。如果在同一个制冷器中需要固定若干对温差电偶对的话，松动的部件将引起很大的麻烦。这种情况下，如果安装过程中，夹具的压力不够，就可能引起制冷性能的降低甚至制冷器的提前失效。如果使用多级制冷器阵列式安装，建议使用高度公差为±0.025 mm的制冷器。在任何情况下，必须保证夹具压力的均匀施加，并且要求表面必须平整(具体安装指导请参见第六部分)。
c) 为了避免受到明显的机械振动而引起的制冷器失效，尽量不要在制冷器的冷端面上放置没有支撑的大质量器件。如果需要涉及到质量很大的物体，最好使用夹具将热电制冷器紧固在散热器和物体之间，或者先将器件装夹在一个可作为介质的冷板上。此时，夹紧螺钉可以有效的增加整个机械系统的剪切强度。
d) 为了避免制冷性能的降低以及对制冷材料可能引起的电化学腐蚀，热电制冷器需要隔绝潮气。当温度降低到露点以下时，为了避免水汽渗入制冷器内部，应该安装有效的防潮密封保护。这层防潮保护层应该围绕着热电制冷器安装在散热片和被冷却物体之间。电子级RTV硅胶可以直接用作热电制冷器的防潮保护层。使用可变形的闭孔泡沫绝缘胶带或薄片材料，适当的结合RTV来填充空隙，就可以用来在被冷却物体和散热器之间形成保护层。
e) 如果器件的工作条件中需要涉及冷热循环或者很大的温度变化，此时制冷器的安装方法不可以使用焊接或树脂胶粘结的方法，因为这两种方法都需要在制冷器上进行刚性连接。一般情况下，刚性连接会导致大量的热应力，从而引起制冷器的提前失效，除非所有元件的热膨胀系数都非常接近。由于制冷器热端面上的温度一般比较恒定，在制冷器热端面上的刚性连接一般影响比较小。如果工作条件中需要涉及明显的温度变化或者冷热循环，我们强烈建议使用如导热硅脂，石墨片等安装材料，或者金属铟的螺钉夹紧方式对制冷器进行安装。此外，如果在制冷器两端都进行了刚性连接，这种制冷器尽量不要使用在大于15 mm2的器件上。
另外，温度控制方法同样也会影响热电制冷器的可靠性。如果想要延长制冷器寿命，一般建议选择线性或等比例的温度控制方法，而不是ON/OFF开关方法。
2 高温下制冷器的可靠性
热电制冷器的失效一般分为两种：早期失效和性能衰减。性能衰减一般是在长期使用之后由于半导体材料性能参数的变化或者接触电阻的增加所引起的。长期在高温下使用会引起半导体材料性能参数的变化从而降低制冷器的制冷性能。为了研究这个效应对性能的影响，我们做了一个测试。使用一冷科技的95-系列热电制冷器，在空气中持续的高温(150 ℃)环境下工作。在测试过程中，定时测量和记录材料的相关性能参数。在测试中，使用最大温差(DTmax)来表示制冷器整体制冷性能。在42个月的时间内，我们跟踪记录这个参数，将平均值列在图10.1中。我们可以发现，在高温条件下暴露12个月后，最大温差有少许(2.5%)降低。而在接下去的30个月中，由于半导体材料趋于稳定，最大温差只继续降低了1.3%。
图10.1
3 冷热循环过程中的制冷器可靠性
将热电制冷器在很宽的温度范围内进行持续的冷热循环，可以看成是对制冷器进行可靠性测试，特别是在循环过程中将制冷器的热端温度升高到很高的温度。与绝大多数应用条件相比，这种运行方式都会引起更高的失效率。大部分热循环失效的根源是制冷器中热电材料与其它部件的热膨胀系数的不匹配，这是完全不可避免的。这种失效一般表现为早期失效，而有时也会在失效之前观察到性能衰减。
为了研究冷热循环对制冷器性能的影响，首先，我们需要定义冷热循环。在许多热电器件的工作环境中都需要涉及到周期性的升高和降低温度，而有时这种循环会在很宽的温度范围内进行。尽管循环和非循环的工作条件之间的界限不是很明确，但是一般情况下我们将这种在很长一段时间内，温度有规律并且持续性的升高和降低的工作条件称为冷热循环。这种循环的工作条件一般趋向于自动化或者机械控制温度而不是人工控制。如果器件的温度每天只升高和降低几个循环，我们一般不会将这个作为循环工作条件来进行讨论。如果您对具体需要的工作条件的状态不是非常确定，请及时咨询我们的服务人员。
在冷热循环过程中的失效率至少与四个因素相关：(1)总的循环次数；(2)循环过程中总的温度变化范围；(3)循环过程中的温度上限；(4)温度变化的速率。当循环次数很少，温度变化范围很窄，温度上限相对较低并且温度变化很慢时，可以获得最高的可靠性和较长的制冷器寿命。(相反，在很宽的温度范围内，温度变化速率很高时，进行大量的循环，并且循环过程中温度最大值较高时，将会大大缩短制冷器的寿命)。需要注意的是，制冷器的绝对寿命大大依赖于总的循环次数，而不是进行这些循环所需要的总时间。所以，当讨论热循环时，平均故障间隔时间的单位使用循环次数表示而不是小时；我们将使用平均故障间隔时间来进行下面的讨论。
在冷热循环中使用的制冷器型号也会很大程度的影响失效率。最大使用温度较高的制冷器相对于最大使用温度较低的制冷器来说，具有更长的使用寿命。这个规律即使对于冷热循环中的最高温度远远小于制冷器的最大使用温度时也是适用的。在一个涉及到双级热电制冷器的应用中，制冷器在-55 ℃到125 ℃之间循环，一个最大使用温度为150 ℃的制冷器的平均故障间隔时间为8100次循环，而最大使用温度为200 ℃的制冷器的平均故障间隔时间为17500次循环。最大使用温度更低的制冷器只能使用在更低温度的热循环应用中。总之，我们建议在超过90 ℃的热循环应用中使用TECooler HT系列（最大使用温度为200 ℃）制冷器。
在超过90 ℃的热循环应用中使用TECooler HT系列（最大使用温度为200 ℃）制冷器。
这里需要指出，还有另外两个因素同样也会影响热循环时的平均故障间隔时间。体积较小的制冷器拥有较少的热电偶对，所以与体积较大的制冷器相比，其使用寿命较长。而在体积较大的制冷器中，热-机械应力更大，而且这种制冷器一般有比较多的热电偶对，这将增加焊接点在热应力下失效的可能。大量的数据表明在冷热循环过程中，尺寸小于或等于30 mm2的制冷器与体积较大制冷器相比，具有更高的可靠性。
为了更好的定义在高温冷热循环条件下的制冷器失效率，我们使用TECooler HT系列制冷器长期进行了一个测试， 制冷器在30 ℃到100 ℃之间循环。制冷器被安装在一个强制对流式散热器上，并且包覆了一层绝缘铝板。通过交替改变加载直流电源的两极来使器件制冷和加热。通过测量盖板上的温度来测量循环极限。每次循环时间是5分钟 (2.5分钟从30 ℃到100 ℃，2.5分钟从100 ℃到30 ℃)，所以一天288次循环，一个星期2016次循环。每星期测量一次制冷器的性能参数，突然的电阻增加表示失效。
与预期相同，制冷器的电阻首先缓慢增加，直到某一点上电阻忽然快速增加，表示发生了失效。如图10.2所示，所有的制冷器在失效前至少进行了25000次循环，然后继续测试直到50%的制冷器失效。计算出这组制冷器的平均故障间隔时间是68000次循环。这里我们仍然需要注意，制冷器的安装方法和安装过程中的所有细节，对于制冷器在冷热循环在工作条件下的应用来说都非常重要。另外，5 ℃到95 ℃之间热循环的测试显示其平均故障间隔时间是100，000次循环。
图10.2
在结束这个章节之前，我们需要提到热循环过程的一个实际应用。由于在工作过程中，热电制冷器内部会产生热-机械应力，此时，冷热循环可以被看成是一个有效的筛选技术。通过将热电制冷器置于一个精确控制的循环过程中，可以筛选出具有潜在缺陷的制冷器，从而降低早期失效的可能性。当然，这种 *** 作可能会增加成本，但是在需要高可靠性的情况下还是非常有必要的。
4ON/OFF开关循环试验
前面提到工业上接受的标准热电制冷器的平均故障间隔时间是至少200,000小时。这个平均故障间隔时间是以相对稳态的制冷器运行条件为基础的，在工作时，系统电源只是偶尔打开或切断(每天几次)。而在另一些应用条件下，电源会被频繁的开关，特别是在恒温温度控制器的应用中。我们使用TECooler HT系列制冷器进行了一次测试，来研究相对恒定的温度下ON/OFF开关式电循环对制冷器的影响。使用导热硅脂将制冷器安装在一对强制对流式散热器之间。电流加载时间为7.5秒，断开时间为7.5秒，所以一个电循环的时间是15秒。循环过程中，监控每一个制冷器上的输入电流，由于制冷器电阻增加而引起的电流降低是制冷器失效的标志。测试进行大约25000个小时，至少6百万次循环。在这种条件下计算出来的平均故障间隔时间是125，000小时，或者说3*107次ON/OFF开关循环。
注意：大多数传统的恒温器本身具有更大的开关温度差，这样会建立一个明显的冷热循环，其中热电制冷器上的温度会在较高和较低的温度极限之间变化。由于我们已经知道，冷热循环会降低热电制冷器的使用寿命，所以在要求高可靠性的应用条件下，不推荐使用传统的ON/OFF开关式恒温温度控制系统。
5 环境测试
热电制冷器经常被安装在有振动、冲击或另一些潜在的不利环境中。在前文曾经提到，制冷器可以承受适当的压力但是其剪切强度相对较弱。当热电制冷器被适当的安装在一个机械部件中时，它们可以承受适当的机械应力而不产生失效。
一冷科技提供的制冷器已经成功的应对了大量的环境/机械测试条件，而没有发生失效。具体的测试条件包括：
高温运行和存储：150°C下30,000多个小时
低温运行和存储：-40°C 下1000多个小时
热循环：
(a) 100 ℃(15 sec)/ 100 ℃(15 sec), 10个循环
(b) 150 ℃(5 min)/ -65 ℃(5 min), 10个循环(c) MIL-STD-(c) MIL-STD-202，方法107
TECooler HT系列制冷器：-55 ℃到+85 ℃
机械冲击： (a) 100 G, 200 G, 26 msec500 G 1000 G @ 1 sec ,3个方向，每个方向上3次冲击
(b) MIL-STD-202，方法213，测试条件I
振动： (a) 10/55/10 Hz，1分钟循环，9.1 G, 3个方向，每个方向上2小时204A，测试条
件 B, 最大15 G
6 质量控制流程
每个热电制冷器件制造商都具有完备的质量控制和测试流程，以确保产品符合公布的规范，并且能代表标准的工艺。尽管工业上并没有太多正规的标准，但是许多主要的热电制冷器件制造商还是会使用某些特定的标准。然而，如果用户对产品上可能影响应用的质量相关问题有任何疑问，请及时与相应的热电制冷器件制造商进行咨询。
一冷科技的测试和质量流程经过多年的使用，具有丰富的工业生产经验，覆盖了热电制冷器工作中将遇到的很宽的应用条件。整个流程包括几个主要方面，如产品运输前100%的电学和机械性能测试/检查；在使用过程中100%检查。
7结论
在前面的讨论中，我们强调了热电制冷器的可靠性与应用条件之间的依赖性。通过遵循一些基本规则，并且了解一些特定的因素是如何影响制冷器的使用寿命，设计者有可能延长系统的使用寿命。尽管一些设计者可能期望进行一个复杂的分析，建立起所有相关参数的模型，但是许多用户更倾向于在遇到一些特殊要求或非传统布局时，可能会寻求一些经验主义的方法来计算他们特定应用条件下的制冷器可靠性。
我以我的观点回答你的最后一个问题我认为半导体制冷的耐用性和传统的风冷是无法比较的，也许几周就坏，也许几个月其二半导体制冷用的还是电，而且功耗不低。这与违背了目前提倡的环保。第三其产生的水珠也不好解决。即使解决也不好安装。一个疏忽弄不好烧了主板也是正常的。风险较大。第四，半导体制冷无法自动控温，这点是最可惜的。如果可以自动控制温度，第三点则可以避免。第五，半导体制冷还是要用传统风扇来帮助背面散热器。这点真是蛋疼啊。如果说半导体制冷压得住CPU，那么同样的你也得上一个压得住它背面温度的散热器。那么…上半导体制冷…还有什么意义？半导体冰箱优缺点
半导体冰箱优缺点？我们所知道的半导体冰箱，也称之为电子冰箱，它具有良好的节能、环保效果，最有特色的就是可以随心选择自己想要的空间大小，分享半导体冰箱优缺点。
半导体冰箱优缺点1一、半导体冰箱简介
半导体冰箱，也称之为电子冰箱。是一种在制冷原理上与普通冰箱完全不同的产品，它以一块40毫米见方、4毫米厚的半导体芯片通过高效环形双层热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷，被喻为世界最小的“压缩机”。由于半导体制冷器属电子物理制冷，根本不用制冷工质和机械运动部件，从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题，并在小容量低温冷藏箱方面具有更加显著的节能特性极具开发推广价值。
二、半导体冰箱优缺点——优点
1、无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长。
2、无需制冷剂制冷(压缩式和吸收式都需要)，绝对环保。
3、效率高，耗电量低(在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半)。
4、因为使用制冷片制冷，所以半导体冰箱可以做到任意大小，甚至有用usb接口供电的usb冰箱出现。
三、半导体冰箱优缺点——缺点
1、半导体冰箱在做较大的冰箱时成本较高，不利于大规模推广。
2、冰箱容积不能超过100升(高于100升，其制冷效果下降，耗电量增加)。
3、因为制冷片一面散热，而且产热多，所以必须使用散热设备，这也增加了半导体冰箱的成本，如果使用风扇，还会增加耗电量，产生轻微噪音。
4、制冷温度与环境温度有关(一般低于环境温度20度)，不能制冰 (此问题也可以通过多级制冷片串联来解决，但是串联后必须加强散热，否则容易烧毁制冷片)。
半导体冰箱优缺点2压缩机冰箱和半导体冰箱哪种更省电
现在国内销售的复小冰箱主要是包括两种类型：半导体电子制冷小冰箱和压缩机小冰箱。半导体制冷小冰箱是指由半导体制冷芯片为制冷系统的'小冰箱，而压 缩机小冰箱是指由压缩机为制冷系统的小冰箱。两种小冰箱的制冷方式不同，各自制有各自的优势和特点。富信的小冰箱都是半导体电子制冷小冰箱，这种小冰箱无噪音，无振动，为您提供宁静空间；无任何制冷剂，不含氟无污染，环保健康，使用广泛，酒店、 家庭、学校百、办公室都适用。此外，电子小冰箱重量小，轻便易携，方便运输；性能稳定，节能高效，寿度命长，温控范围大概是5-15°，价格通常便宜过压缩机 。电子小冰箱只您食问物保鲜的最优选择。 而压缩机小冰箱比较笨重，不容易移动或运输。在运行过程中会有些振动和噪音，甚至会影响的食物的储存，尤其是红酒，红酒在储存时，如果经常受到不 当的震荡，会答影响微生物的再发酵过程。与电子小冰箱相比，压缩机最大的优势在于具有冷冻结冰功能。
谁能讲解一下半导体冰箱原理
1，总体分为，箱体结构、制冷e68a84e799bee5baa6e997aee7ad9431333361326364系统、电气系统、和其他附件。2、箱体结构由箱体、门体、及内部的配件等组成，主要起结构支撑和内部放置物品之用，其结构 设计直接影响冰箱的美观和使用，内部的搁架可调节。3、制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管、温控器、电磁阀、制冷剂和其他的一些附件组成为冰箱提供冷量的来源。4、电气系统：主要由温控系统、电器保护系统、照明系统等组成，它是冰箱的大脑，电气系统的 好坏直接影响冰箱日常的可靠性和适应性。一些家居家电售后维修养护可以在师傅邦看看，都是比较实用的生活问题不同的冰箱工作原理基本相同，只是工作方式不一样1）压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统作功.制冷系统利用低沸点的制冷剂,蒸发时,吸收汽化热的原理制成的.其优点是寿命长,使用方便,目前世界上91～95％的电冰箱属于这一类.目前常用的电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面.2）吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源（如煤气、煤油、电等）作为动力.利用氨－水－氢混合溶液在连续吸收－扩散过程中达到制冷的目的.其缺点是效率低,降温慢,现已逐渐被淘汰.3）半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体,通以直流电,在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱.4）化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱.5）电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱.其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同.
半导体冰箱优缺点3一、半导体冰箱怎么样
优点：
1、无机械传动构件，无损坏，无噪音，长寿命
2、不用制冷剂致冷(压缩式和吸收式都必须)，绝对节能环保
3、效率高，耗电量低(在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半)
4、由于采用制冷片致冷，因此半导体冰箱能够做到随意尺寸，甚至有用usb接口供电的出现。
缺点
1、致冷温度与环境温度相关(一般低于环境温度20度)，不可以制冰
(此问题还可以根据多级制冷片串连来处理，但是串联后必需提升散热，不然易于损坏制冷片)
2、冰箱容量不可以超出100升(高于100升，其致冷实际效果降低，耗电量提升)
3、由于制冷片一边散热，并且产热多，因此必需应用散热设备，这也提升了半导体冰箱的成本，要是采用风扇，还会提升耗电量，造成轻度噪声。
二、半导体冰箱维修
半导体冰箱在出现故障时我们能够采用如下办法完成排查：
1、首先判断电源线插头是否接上，有没有通电，一般情况下，半导体使用冰箱的电压都是12v直流电，有电表明一切正常，不插电表明是插上半导体制冷片后电路无电压输出。
2、次之考虑到半导体冰箱与环境温度问题，通常状况下我们需看制冷片是不是安好，我们把半导体制冷片拿出来擦干静，随后再装好，有电两三秒钟，要是还能觉得到一面冷一面热，那就说明制冷片没有问题，否则可能是烧毁制冷片或是制冷片毁坏。
三、半导体冰箱使用的注意事项
1、半导体冰箱可以制冷或制暖，不可以制冰，不可以用于储放冰激凌等冷冻食品，不具有像压缩机冰箱相同的致冷效果。
2、半导体冰箱只能降至比环境温度低20℃-25℃的温度，最少能制冷到5℃，但并不是说环境温度为10℃时，箱内能降低到-10℃。
3、请维持半导体冰箱通风口与散热孔的通畅，特别注意按时清洁风扇或防尘套上的灰尘。
4、切忌将物品塞到半导体冰箱散热孔和进气口孔处、半导体冰箱使用时应远离热源。
5、当加温作用和致冷作用实现转换时，必需关闭电源，等候5分钟后启动冰箱。
6、清洗半导体冰箱时，请关闭全部电源、请不必应用硬物和强效清洁剂清洁冰箱。
7、确定半导体冰箱的变化温度和环境温度，这些将提供给你可期望的半导体冰箱能达到温度方面的粗略指导，制冷温度标示通常为：可达到低于环境温度20度以下。
四、半导体冰箱使用方法
半导体电子冰箱那样的商品，应用了半导体的主机，因此在用到时有有别于一般冰箱之处：
1.冰箱在接入开关电源后就开使制冷/制热，1钟头后放进预先水冷却或预先加热的食材，会使致冷或制暖效果更强。制热模式下，不必用来加热牛奶等食品或饮料，它只是用于为事先加热的食物保温用的。
2.运用时开门不必过于频烦，也不必长期开门以免冷气或热气散失。
3.如在制冷与制热中间变换时，请先将开关调在“0”，5分钟后应用，在此期间应开门散气。
4.在车上用车载冰箱时，应确保直流电源导线不影向你的驾驶。考虑冰箱放置部位的安全性，以防影响驾驶。
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