半導(dǎo)體制冷片TEC1-12703參數(shù)資料和注意事項(xiàng) - 全文

　　導(dǎo)讀：半導(dǎo)體制冷片主要參數(shù)，工作環(huán)境：溫度范圍-55℃～83℃（過高的環(huán)境溫度降直接影響制冷效率）封裝工藝：器件電阻2.0±0.1Ω器件型號(hào)TEC1-12703尺寸大小40*40*4.9m，4.不使用制冷劑，制冷片原理介紹，熱電制冷是熱電效應(yīng)主要是珀?duì)柼?yīng)在制冷技術(shù)方面的應(yīng)用，實(shí)用的熱電制冷裝置是由熱電效應(yīng)比較顯著、熱電制冷效率比較高的半導(dǎo)體熱電偶構(gòu)成的，半導(dǎo)體熱電偶由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成。

　　一、什么是半導(dǎo)體制冷？

　　到了二十世紀(jì)五十年代隨著半導(dǎo)體材料的迅猛發(fā)展，熱電制冷器才逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向工程實(shí)踐，在國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和日常生活等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，大到可以做核潛艇的空調(diào)，小到可以用來冷卻紅外線探測(cè)器的探頭，因此通常又把熱電制冷器稱為半導(dǎo)體制冷器。

　　二、半導(dǎo)體制冷器件分類

　　（1）用于冷卻某一對(duì)象或者對(duì)某個(gè)特定對(duì)象進(jìn)行散熱，這種情況大量出現(xiàn)在電子工業(yè)領(lǐng)域中；

　?。?）用于恒溫，小到對(duì)個(gè)別電子器件維持恒溫 ，大到如制造恒溫槽，空調(diào)器等;

　　（3）制造成套儀器設(shè)備，如環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱，小型冰箱，各種熱物性測(cè)試儀器等;

　?。?）民用產(chǎn)品，冷藏烘烤兩用箱，冷暖風(fēng)機(jī)等。

　　三、半導(dǎo)體制冷的應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　對(duì)紅外探測(cè)器，激光器和光電倍增管等光電器件的制冷。比如，德國(guó)Micropelt公司的半導(dǎo)體制冷器占用面積非常小，只有1mm2，可以和激光器一起使用TO封裝。

　　農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

　　溫室里面過高或過低的溫度，都將導(dǎo)致秧苗壞死，尤其部分名貴植物對(duì)環(huán)境更加敏感，迫切需要將適宜的溫度檢測(cè)及控制系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

　　醫(yī)療領(lǐng)域半導(dǎo)體溫控系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用更為廣泛。如：用于蛋白質(zhì)功能研究、基因擴(kuò)增的高檔PCR儀、電泳儀及一些智能精確溫控的恒溫儀培養(yǎng)箱等；用于開發(fā)具有特殊溫度平臺(tái)的掃描探針顯微鏡等。

　　激光領(lǐng)域

　　激光技術(shù)用美容儀器，微型零件加工等，其在工作中都產(chǎn)生局部熱，通過半導(dǎo)體制冷器，采用水冷或微型制冷器冷卻。

　　裝置方面

　　如實(shí)驗(yàn)用的顯微鏡攝像頭，冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測(cè)試裝置、各種恒溫、高低溫實(shí)驗(yàn)儀片

　　在日常生活

　　空調(diào)、冷熱兩用箱、飲水機(jī)、電子信箱、電腦以及其他電器等。此外，還有其它方面的應(yīng)用，這里就不一一提了

　　四、半導(dǎo)體制冷器優(yōu)勢(shì)

　　半導(dǎo)體制冷器的尺寸小，可以制成體積不到1cm3的制冷器；重量輕，微型制冷器能夠做到只有幾十克甚至數(shù)克；無機(jī)械傳動(dòng)部分，工作中無噪音，無液態(tài)、氣態(tài)工作介質(zhì)，因而不污染環(huán)境，制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響，在大的機(jī)械過載條件下，能夠正常地工作；通過調(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)節(jié)制冷速率；通過切換電流方向，可使制冷器從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長(zhǎng)，且易于控制。

　　五、半導(dǎo)體制冷片主要參數(shù)

　　芯片型號(hào)：TEC1-12703

　　外形尺寸：40*40*3.6mm 元件對(duì)數(shù) 127

　　導(dǎo)線規(guī)格：引線長(zhǎng)100±5mm RV標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線 單頭5mm鍍錫 內(nèi)部阻值：4.0~4.3Ω（環(huán)境溫度23±1℃，1kHZ Ac測(cè)試） 最大溫差：△Tmax（Qc=0） 60℃以上。 工作電流：Imax=3A（額定電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)） 額定電壓：DC12V（Vmax：15.5V） 致冷功率：Qcmax 18W 裝配壓力：85N/cm2

　　工作環(huán)境：溫度范圍 -55℃～83℃（過高的環(huán)境溫度降直接影響制冷效率） 封裝工藝：四周標(biāo)準(zhǔn)704硅橡膠密封

　　包裝標(biāo)準(zhǔn)：泡沫盒包裝，存放條件 環(huán)境溫度-10℃～40℃ 存放條件：-40~60℃

　　器件電阻 2.0±0.1Ω 器件型號(hào) TEC1-12703 尺寸大小 40*40*4.9mm 電壓參數(shù) 最大電壓15.4V 工作電壓12v 性能參數(shù) 最大電流3A 最大致冷量7.8W 最大溫差67℃ （熱面Th=27℃ 環(huán)溫=27℃ 最大電壓工況 溫差參數(shù) 下） 封膠類型 704硅膠封裝 1.無噪音、無磨損、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。 2.體積小、重量輕，可大大節(jié)約使用面積。 產(chǎn)品特點(diǎn) 3.可通過改電流的方向達(dá)到冷卻和加熱的兩種目的。 4.不使用制冷劑，不污染環(huán)境 產(chǎn)品用途 主要應(yīng)用于冷熱飲水機(jī)，車載冰箱，迷你冰箱及酒柜

　　六、制冷片原理介紹

　　熱電制冷是熱電效應(yīng)主要是珀?duì)柼?yīng)在制冷技術(shù)方面的應(yīng)用。實(shí)用的熱電制冷裝置是由熱電效應(yīng)比較顯著、熱電制冷效率比較高的半導(dǎo)體熱電偶構(gòu)成的。 半導(dǎo)體熱電偶由N 型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成。N 型材料有多余的電子，有負(fù)溫差電勢(shì)。P 型材料電子不足，有正溫差電勢(shì)；當(dāng)電子從P 型穿過結(jié)點(diǎn)至N 型時(shí)，其能量必然增加，而且增加的能量相當(dāng)于結(jié)點(diǎn)所消耗的能量。這一點(diǎn)可用溫差降低來證明。

　　熱電堆的上面是冷端，下面是熱端。借助熱交換器等各種傳熱手段，使熱電堆 相反，當(dāng)電子從N型流至P型材料時(shí)，結(jié)點(diǎn)的溫度就會(huì)升高。直接接觸的熱電偶電路在實(shí)際的引用中不可用，所以上圖的連接方法來代替，實(shí)驗(yàn)證明，在溫差電路中引入第三種材料（銅連接片和導(dǎo)線）不會(huì)改變電路的特性。

　　這樣，半導(dǎo)體元件可以各種不同的連接方法滿足使用者的要求。把一只P型半導(dǎo)體和一只N 型半導(dǎo)體聯(lián)結(jié)成熱電偶，接上直流電源后，在接頭處就會(huì)產(chǎn)生溫差和熱量的轉(zhuǎn)移。在上面的接頭處，電流方向是N至P，溫度下降并且吸熱，這就是冷端。而在下面的一個(gè)接頭處，電流方向是P 至N ，溫度上升并且放熱，因此是熱端。

　　按圖中把若干對(duì)半導(dǎo)體熱電偶對(duì)在電路上串聯(lián)起來，而在傳熱方面則是并聯(lián)的，這就構(gòu)成了一個(gè)常見的制冷熱電堆。按圖示接上直流電源后，這個(gè)的熱端不斷散熱并且保持一定的溫度，把熱電堆的冷端放到工作環(huán)境中去吸熱降溫，這就是熱電制冷的工作原理。

　　七、制冷片使用注意事項(xiàng)

　　1、當(dāng)不知道致冷器的冷熱面時(shí)，可采用這樣的方法，將紅線接電源正極，黑線接負(fù)極，并可在沒有散熱條件下，瞬間通電進(jìn)行試驗(yàn)，即用手觸摸致冷器的兩個(gè)端面，會(huì)感到有一面的發(fā)熱，一面稍有冷感，發(fā)熱的一面為熱面，冷感的一面為冷面。但時(shí)間不能超過5秒，否則由于熱端溫度太高，極易造成器件燒壞。 2、在一般條件下，引線用紅色通常表示為正極：通常用黑色表示為負(fù)極，這是熱電致冷器工作時(shí)的接線方法。需致熱時(shí)．只要改變電流極性即可。致冷工作必須采用開關(guān)電源，電源的紋波系數(shù)應(yīng)小于10％。

　　3、致冷器的熱電偶對(duì)數(shù)及極限電壓的識(shí)別方法，熱電偶對(duì)數(shù)即指P、N結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。例如：致冷器的型號(hào)為TEC1-12706，則127為致冷器的熱電偶對(duì)數(shù)，06為允許電流值：A，致冷器的極限電壓≈熱電偶對(duì)數(shù)×0.12，例如： TECI-12706的極限電壓V＝127×0.12＝15.4（V）。正常工作壓為極限電壓的78%，如TEC1-12706的工作電壓為15.4*0.78=12.01V。

　　4、各種致冷器不論在使用還是在試驗(yàn)中，致冷致熱交換時(shí)應(yīng)等冷熱面的溫度恢復(fù)到室溫，（一般在15分鐘以上）。否則易造成致冷器的損壞。 5、為了延長(zhǎng)熱電致冷器的壽命，應(yīng)對(duì)致冷組件四周進(jìn)行密封處理。我們方法有二種，一種是采用704硅膠密封；另一種是采環(huán)氧樹脂密封，密封的目的是使致冷器的熱電偶與外界空氣完全隔離。起著防濕防潮的作用，并可以延長(zhǎng)致冷器的壽命。

　　6、在安裝時(shí)，首先將致冷組件的兩面擦試干凈，并分別在致冷器的冷熱面均勻地涂上一層薄薄的導(dǎo)熱硅脂。與致冷器相接觸的鋁散熱器或儲(chǔ)冷板的表面應(yīng)平整，并擦試干凈，也在其表面均勻地涂上導(dǎo)熱硅脂；在安裝過程中致冷器的冷面一定要與儲(chǔ)冷板接觸良好，熱面也應(yīng)與鋁散熱器的表面充分接觸，（如用螺絲緊固，幾個(gè)螺絲的用力都應(yīng)均勻，切勿過度或用力不均）。為達(dá)到最佳致冷效果，在儲(chǔ)冷板和鋁散熱器之間應(yīng)用隔熱材料填充，其厚度一般在25-30mm為宜。

　　7、致冷片的安裝壓力建議在150PSI至300PSI之間，壓力太低會(huì)造致冷片接觸面接觸不良，壓力太大，會(huì)損壞致冷片。

　　8、用戶在沒有專用儀器的情況下，判斷致冷器的合格與否，主要是測(cè)試其電阻?？梢允褂脭?shù)據(jù)電橋或帶有補(bǔ)償?shù)碾娮璞?，測(cè)量致冷器的電阻。用萬用表測(cè)試致冷組件靜態(tài)電阻不準(zhǔn)確，只可供參考。

　　9、在搬運(yùn)和安裝致冷器的過程中，操作人員應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁將致冷片從高處摔下，即使在10-20cm的高度也會(huì)造成致冷器的內(nèi)阻產(chǎn)生明顯變化，從而造成致冷器的損壞。

　　八、半導(dǎo)體制冷片優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

　　1、 不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動(dòng)部件是一種固體片件，工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、壽命長(zhǎng)，安裝容易。

　　2、 半導(dǎo)體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個(gè)片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。

　　3、 半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測(cè)和控制手段，很容易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計(jì)算機(jī)控制，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。 4、 半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。

　　5、 半導(dǎo)體制冷片的反向使用就是溫差發(fā)電，半導(dǎo)體制冷片一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。

　　6、 半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對(duì)的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

　　7、 半導(dǎo)體制冷片的溫差范圍，從正溫90℃到負(fù)溫度130℃都可以實(shí)現(xiàn)。

　　8、半導(dǎo)體致冷片使用在以下的場(chǎng)合，其壽命會(huì)可能大幅消減：A、頻繁使用冷熱交替使用B、振動(dòng)情況下使用C、熱端散熱器溫度超過65度D、工作電壓超壓使用（建議不超過極限電壓的70%）E、致冷片的發(fā)熱面接觸不良F、四周不封膠的致冷片在潮濕的環(huán)境中使用

　　9、半導(dǎo)體致冷片使用在以下場(chǎng)合，會(huì)存在迅速損壞的可能：A、致冷片的發(fā)熱面不接觸任何散熱物件B、致冷片使用電壓超過極限工作電壓C、致冷片的承受壓力超過500PSI

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