半导体制冷片TEC1-12703参数资料和注意事项 - 全文

　　导读：半导体制冷片主要参数，工作环境：温度范围-55℃～83℃（过高的环境温度降直接影响制冷效率）封装工艺：器件电阻2.0±0.1Ω器件型号TEC1-12703尺寸大小40*40*4.9m，4.不使用制冷剂，制冷片原理介绍，热电制冷是热电效应主要是珀尔帖效应在制冷技术方面的应用，实用的热电制冷装置是由热电效应比较显著、热电制冷效率比较高的半导体热电偶构成的，半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。

　　一、什么是半导体制冷？

　　到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展，热电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。

　　二、半导体制冷器件分类

　　（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。

　　三、半导体制冷的应用

　　技术领域

　　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占用面积非常小，只有1mm²，可以和激光器一起使用TO封装。

　　农业领域

　　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。

　　医疗领域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。

　　激光领域

　　激光技术用美容仪器，微型零件加工等，其在工作中都产生局部热，通过半导体制冷器，采用水冷或微型制冷器冷却。

　　装置方面

　　如实验用的显微镜摄像头，冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片

　　在日常生活

　　空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱、电脑以及其他电器等。此外，还有其它方面的应用，这里就不一一提了

　　四、半导体制冷器优势

　　半导体制冷器的尺寸小，可以制成体积不到1cm³的制冷器；重量轻，微型制冷器能够做到只有几十克甚至数克；无机械传动部分，工作中无噪音，无液态、气态工作介质，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，可使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。

　　五、半导体制冷片主要参数

　　芯片型号：TEC1-12703

　　外形尺寸：40*40*3.6mm 元件对数 127

　　导线规格：引线长100±5mm RV标准导线 单头5mm镀锡 内部阻值：4.0~4.3Ω（环境温度23±1℃，1kHZ Ac测试） 最大温差：△Tmax（Qc=0） 60℃以上。 工作电流：Imax=3A（额定电压启动时） 额定电压：DC12V（Vmax：15.5V） 致冷功率：Qcmax 18W 装配压力：85N/cm2

　　工作环境：温度范围 -55℃～83℃（过高的环境温度降直接影响制冷效率） 封装工艺：四周标准704硅橡胶密封

　　包装标准：泡沫盒包装，存放条件 环境温度-10℃～40℃ 存放条件：-40~60℃

　　器件电阻 2.0±0.1Ω 器件型号 TEC1-12703 尺寸大小 40*40*4.9mm 电压参数 最大电压15.4V 工作电压12v 性能参数 最大电流3A 最大致冷量7.8W 最大温差67℃ （热面Th=27℃ 环温=27℃ 最大电压工况 温差参数 下） 封胶类型 704硅胶封装 1.无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便。 2.体积小、重量轻，可大大节约使用面积。 产品特点 3.可通过改电流的方向达到冷却和加热的两种目的。 4.不使用制冷剂，不污染环境 产品用途 主要应用于冷热饮水机，车载冰箱，迷你冰箱及酒柜

　　六、制冷片原理介绍

　　热电制冷是热电效应主要是珀尔帖效应在制冷技术方面的应用。实用的热电制冷装置是由热电效应比较显著、热电制冷效率比较高的半导体热电偶构成的。 半导体热电偶由N 型半导体和P型半导体组成。N 型材料有多余的电子，有负温差电势。P 型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P 型穿过结点至N 型时，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。这一点可用温差降低来证明。

　　热电堆的上面是冷端，下面是热端。借助热交换器等各种传热手段，使热电堆 相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。直接接触的热电偶电路在实际的引用中不可用，所以上图的连接方法来代替，实验证明，在温差电路中引入第三种材料（铜连接片和导线）不会改变电路的特性。

　　这样，半导体元件可以各种不同的连接方法满足使用者的要求。把一只P型半导体和一只N 型半导体联结成热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的接头处，电流方向是N至P，温度下降并且吸热，这就是冷端。而在下面的一个接头处，电流方向是P 至N ，温度上升并且放热，因此是热端。

　　按图中把若干对半导体热电偶对在电路上串联起来，而在传热方面则是并联的，这就构成了一个常见的制冷热电堆。按图示接上直流电源后，这个的热端不断散热并且保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温，这就是热电制冷的工作原理。

　　七、制冷片使用注意事项

　　1、当不知道致冷器的冷热面时，可采用这样的方法，将红线接电源正极，黑线接负极，并可在没有散热条件下，瞬间通电进行试验，即用手触摸致冷器的两个端面，会感到有一面的发热，一面稍有冷感，发热的一面为热面，冷感的一面为冷面。但时间不能超过5秒，否则由于热端温度太高，极易造成器件烧坏。 2、在一般条件下，引线用红色通常表示为正极：通常用黑色表示为负极，这是热电致冷器工作时的接线方法。需致热时．只要改变电流极性即可。致冷工作必须采用开关电源，电源的纹波系数应小于10％。

　　3、致冷器的热电偶对数及极限电压的识别方法，热电偶对数即指P、N结点的数量。例如：致冷器的型号为TEC1-12706，则127为致冷器的热电偶对数，06为允许电流值：A，致冷器的极限电压≈热电偶对数×0.12，例如： TECI-12706的极限电压V＝127×0.12＝15.4（V）。正常工作压为极限电压的78%，如TEC1-12706的工作电压为15.4*0.78=12.01V。

　　4、各种致冷器不论在使用还是在试验中，致冷致热交换时应等冷热面的温度恢复到室温，（一般在15分钟以上）。否则易造成致冷器的损坏。 5、为了延长热电致冷器的寿命，应对致冷组件四周进行密封处理。我们方法有二种，一种是采用704硅胶密封；另一种是采环氧树脂密封，密封的目的是使致冷器的热电偶与外界空气完全隔离。起着防湿防潮的作用，并可以延长致冷器的寿命。

　　6、在安装时，首先将致冷组件的两面擦试干净，并分别在致冷器的冷热面均匀地涂上一层薄薄的导热硅脂。与致冷器相接触的铝散热器或储冷板的表面应平整，并擦试干净，也在其表面均匀地涂上导热硅脂；在安装过程中致冷器的冷面一定要与储冷板接触良好，热面也应与铝散热器的表面充分接触，（如用螺丝紧固，几个螺丝的用力都应均匀，切勿过度或用力不均）。为达到最佳致冷效果，在储冷板和铝散热器之间应用隔热材料填充，其厚度一般在25-30mm为宜。

　　7、致冷片的安装压力建议在150PSI至300PSI之间，压力太低会造致冷片接触面接触不良，压力太大，会损坏致冷片。

　　8、用户在没有专用仪器的情况下，判断致冷器的合格与否，主要是测试其电阻。可以使用数据电桥或带有补偿的电阻表，测量致冷器的电阻。用万用表测试致冷组件静态电阻不准确，只可供参考。

　　9、在搬运和安装致冷器的过程中，操作人员应轻拿轻放，严禁将致冷片从高处摔下，即使在10-20cm的高度也会造成致冷器的内阻产生明显变化，从而造成致冷器的损坏。

　　八、半导体制冷片优势和特点

　　1、 不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

　　2、 半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

　　3、 半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。 4、 半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

　　5、 半导体制冷片的反向使用就是温差发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。

　　6、 半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

　　7、 半导体制冷片的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

　　8、半导体致冷片使用在以下的场合，其寿命会可能大幅消减：A、频繁使用冷热交替使用B、振动情况下使用C、热端散热器温度超过65度D、工作电压超压使用（建议不超过极限电压的70%）E、致冷片的发热面接触不良F、四周不封胶的致冷片在潮湿的环境中使用

　　9、半导体致冷片使用在以下场合，会存在迅速损坏的可能：A、致冷片的发热面不接触任何散热物件B、致冷片使用电压超过极限工作电压C、致冷片的承受压力超过500PSI

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