[發(fā)明專利]熱電組件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380074714.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105190873A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·M·G·卡爾斯泰德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊爾德技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/38
• 分類號(hào): H01L23/38
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求于2013年3月15日提交的美國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)第13/838,832號(hào)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。以上申請(qǐng)的整體公開(kāi)通過(guò)參考結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體涉及熱電組件墊片。

背景技術(shù)

本部分提供與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息，其不必一定是現(xiàn)有技術(shù)。

珀?duì)柼?Peltier)效應(yīng)是在兩種不同類型的材料的接合處之間產(chǎn)生熱通量的效應(yīng)。熱電模塊(TEM)是利用珀?duì)柼?yīng)將熱從TEM的一側(cè)(“冷側(cè)”)傳遞到TEM的另一側(cè)(“熱側(cè)”)的半導(dǎo)體器件。TEM(固態(tài)珀?duì)柼骷?在將DC電源施加至TEM時(shí)有效地充當(dāng)熱泵。根據(jù)電流方向，熱從一側(cè)到另一側(cè)移動(dòng)通過(guò)TEM，消耗電能。這樣的儀器還可以被稱為珀?duì)柼鋮s器或加熱器、熱電熱泵、珀?duì)柼麩岜谩⒐虘B(tài)制冷器、熱電冷卻器(TEC)、或熱電模塊(TEM)。TEM可用于加熱或用于冷卻(制冷)，但是實(shí)際上，主要應(yīng)用是冷卻。

熱電組件(TEA)通常包括一對(duì)風(fēng)扇散熱器(fansink)，這一對(duì)風(fēng)扇散熱器在相反方向上面向外并且在它們的底座處與一個(gè)或更多個(gè)TEM相交。TEA可以包括冷側(cè)風(fēng)扇散熱器、熱側(cè)風(fēng)扇散熱器和設(shè)置在風(fēng)扇散熱器之間的多個(gè)TEM。風(fēng)扇散熱器典型地包括風(fēng)扇，風(fēng)扇通常通過(guò)使用在散熱器鰭片上方的風(fēng)扇罩被安裝在散熱器上或者附近。TEA還可以包括包圍TEM的泡沫墊片。TEM可以被布置成單個(gè)電路或一系列并聯(lián)電路。風(fēng)扇散熱器均可以與TEM散熱器底座熱接觸。

發(fā)明內(nèi)容

本部分提供本公開(kāi)的總體概述，但不是其整個(gè)范圍或所有其特征的全面公開(kāi)。

一方面，熱電組件具有冷側(cè)和熱側(cè)。熱側(cè)和冷側(cè)之間的邊界通常可以由一平面限定。一個(gè)或更多個(gè)熱電模塊可以在該平面中并且被布置成一個(gè)電路或多個(gè)并聯(lián)電路，并且與熱側(cè)和冷側(cè)二者直接熱接觸。

熱側(cè)和冷側(cè)二者均包括單個(gè)風(fēng)扇散熱器，其中，風(fēng)扇散熱器是散熱器和風(fēng)扇，每個(gè)風(fēng)扇包括葉片，并且每個(gè)散熱器包括鰭片集合，其中，鰭片集合是散熱器底座上的一系列平行突起，這些平行突起在單個(gè)排氣方向上對(duì)齊。散熱器和通過(guò)熱側(cè)和冷側(cè)之間的劃分限定的平面可以在風(fēng)扇罩內(nèi)對(duì)角傾斜，使得整個(gè)熱電組件可以完全安裝在表面的一側(cè)(諸如，垂直壁)上。

在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)風(fēng)扇散熱器擁有進(jìn)氣方向，進(jìn)氣方向由葉片圍繞其可旋轉(zhuǎn)地附接到風(fēng)扇的軸限定。冷側(cè)上的一對(duì)風(fēng)扇散熱器的進(jìn)氣方向是平行的相反矢量。

可應(yīng)用性的其它范圍將從本文中提供的描述變得明顯。本發(fā)明內(nèi)容中的描述和具體示例旨在僅用于說(shuō)明目的，而不旨在限制本公開(kāi)的范圍。

附圖說(shuō)明

本文中描述的附圖僅用于所選實(shí)施方式的說(shuō)明目的而不用于所有可能實(shí)現(xiàn)，并且不旨在限制本公開(kāi)的范圍。

圖1A示出傳統(tǒng)熱電組件的一側(cè)的立體圖；

圖1B示出圖1A中所示的傳統(tǒng)熱電組件的另一側(cè)的立體圖；

圖1C示出圖1A和圖1B中所示的傳統(tǒng)熱電組件的實(shí)施方式的氣流圖；

圖2A示出單片式散熱器的截面示例；

圖2B示出多片式散熱器的截面示例；

圖3示出熱電組件的實(shí)施方式的溫度梯度圖；

圖4A示出安裝在一表面上的熱電組件的實(shí)施方式的氣流圖，該氣流圖示出安裝在將由熱電組件冷卻的腔體外側(cè)的組件；

圖4B示出安裝在一表面上的熱電組件的實(shí)施方式的氣流圖，該氣流圖示出安裝在將由熱電組件冷卻的腔體內(nèi)側(cè)的組件；以及

圖5示出熱電組件的實(shí)施方式的比較測(cè)試數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述示例性實(shí)施方式。

TEA通常如下操作：在冷側(cè)上，風(fēng)扇使周圍空氣進(jìn)入由散熱器鰭片之間的空間限定的散熱器通道中，從而將大量環(huán)境空氣吸入到冷側(cè)鰭片上方，以便于在冷側(cè)上最后的空氣到金屬熱傳遞。TEM與散熱器的底座物理熱接觸。TEM將熱能從冷側(cè)的散熱器底座抽吸到熱側(cè)的散熱器的底座上。隨著熱側(cè)的散熱器由于由TEM抽吸到熱側(cè)的散熱器的熱而變暖，通過(guò)穿過(guò)熱側(cè)的散熱器的鰭片吸入環(huán)境空氣并且從熱側(cè)空氣通道排出暖空氣，熱側(cè)風(fēng)扇冷卻熱側(cè)的散熱器的鰭片。本質(zhì)上，TEM將熱從該單元的一側(cè)抽吸到另一側(cè)，同時(shí)風(fēng)扇散熱器提供大量的表面積和通過(guò)其的氣流，以使得能夠進(jìn)行有效熱傳遞。