半導(dǎo)體制冷片壽命有多長？能用多久？

半導(dǎo)體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優(yōu)點(diǎn)是沒有滑動部件，應(yīng)用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng)，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí)，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點(diǎn)是無運(yùn)動部件，可靠性也比較高。

半導(dǎo)體制冷片原理

在原理上，半導(dǎo)體制冷片是一個(gè)熱傳遞的工具。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對中有電流通過時(shí)，兩端之間就會產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。但是半導(dǎo)體自身存在電阻當(dāng)電流經(jīng)過半導(dǎo)體時(shí)就會產(chǎn)生熱量，從而會影響熱傳遞。而且兩個(gè)極板之間的熱量也會通過空氣和半導(dǎo)體材料自身進(jìn)行逆向熱傳遞。當(dāng)冷熱端達(dá)到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時(shí)，就會達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，正逆向熱傳遞相互抵消。此時(shí)冷熱端的溫度就不會繼續(xù)發(fā)生變化。為了達(dá)到更低的溫度，可以采取散熱等方式降低熱端的溫度來實(shí)現(xiàn)。

半導(dǎo)體制冷片硬件結(jié)構(gòu)圖

風(fēng)扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達(dá)到40～65度之間，如果通過主動散熱的方式來降低熱端溫度，那冷端溫度也會相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。

當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端;由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對數(shù)來決定。

半導(dǎo)體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、致冷器的熱電偶對數(shù)及極限電壓的識別方法，熱電偶對數(shù)即指P、N結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。例如：致冷器的型號為TEC1-12706，則127為致冷器的熱電偶對數(shù)，06為允許電流值：A，致冷器的極限電壓≈熱電偶對數(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、為了延長熱電致冷器的壽命，應(yīng)對致冷組件四周進(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，壓力太低會造致冷片接觸面接觸不良，壓力太大，會損壞致冷片。

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

10、半導(dǎo)體致冷片使用在以下的場合，其壽命會可能大幅消減：A、頻繁使用冷熱交替使用B、振動情況下使用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

11、半導(dǎo)體致冷片使用在以下場合，會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

半導(dǎo)體制冷片壽命

理論壽命很長~約30萬小時(shí)；實(shí)際壽命受由使用狀況不同差別很大，在不過流，不過壓，冷熱端（特別是熱端）散熱良好，不違規(guī)操作（重壓，摔打，工作過程中突然轉(zhuǎn)換制冷制熱模式等）的情況下，使用5萬個(gè)小時(shí)是很容易達(dá)成的；但是許多人，喜歡超功率使用，用高電壓，大電流，散熱工作又做的不到位，結(jié)果1~2年就用壞了，甚至在一些人手上只能用幾個(gè)月。

可以肯定的一個(gè)事實(shí)：如果遵照標(biāo)準(zhǔn)使用，設(shè)計(jì)合理，10萬個(gè)小時(shí)是能保證的，因?yàn)楝F(xiàn)在很多的半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)里面也用的半導(dǎo)體制冷片對發(fā)光單元強(qiáng)冷（用的恒溫水冷對半導(dǎo)體制冷片散熱），人家廠家保證的機(jī)頭使用壽命是10萬小時(shí)。

　　精彩閱讀推薦：

　　半導(dǎo)體制冷片什么型號效果好_半導(dǎo)體制冷片怎么選

　　半導(dǎo)體制冷片費(fèi)電嗎_半導(dǎo)體制冷片如何區(qū)分冷熱面

　　如何判斷半導(dǎo)體制冷片的好壞

　　半導(dǎo)體制冷片怎么安裝