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电子致冷器的应用技巧与驱动电路
 

【作者: 高弘毅】2005年07月27日 星期三

浏览人次:【13794】

随着电子产品高速高密度化,如何将电子组件例如CPU、LD、LED、电阻、功率晶体产生的热能迅速排除使电路维持正常运作,已经成为设计者必需考虑的重要课题,其中又以TE致冷器(Thermal Electric Cooler)成为常用的散热手段之一,事实上TE致冷器是一种相当古老的电子组件,它包含热力与机构两种要素;本文将探讨其基本理论与实际应用案例,同时介绍TE致冷器的正确使用方法与驱动电路。



《图一 TE致冷器的外观(特性值为27℃环境下量测结果)》
《图一 TE致冷器的外观(特性值为27℃环境下量测结果)》

TE致冷器的动作原理与基本结构

TE致冷器是法国的J.C. A Peltier氏在1834年发现,因此TE致冷器又称为Peltier Device,如(图一)。它的动作原理如(图二)所示,若对相异金属接合构成的电路施加直流电,其中一方的接合处会吸热,另一方的接合处则会发热,如果改变电流的流动方向,上述的吸热与发热部位也会随着改变。由于左侧的烧瓶(frasco)内的空气被冷却右侧的空气被加热,因此连接两烧瓶的玻璃管内的乙醇会被右侧的烧瓶内的空气挤压朝左方移动,这种现象称为Peltier效应。而比上述更早的1821年,德国T.J Seebeck氏将相异金属接合制成电路,接着将部份接合处加热,结果造成电路内的磁针开始摆动,显示电路内有电流在流动,因此科学界将此现象称为Seebeck效应,量测温度时就是利用Seebeck效应,使铜-铜镍(constantan)热电耦产生电力,达成温度量测的目的,因此相异金属接合获得「Peltier效应」与「Seebeck效应」等可逆现象又被称作「热电转换device」。实际上为获得最大效益,必需根据使用材料与构造作优化设计,因此热电转换device可区分成Peltier Module与Seebeck Module两种。
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