[發明專利]一種多級半導體溫差電制冷組件

在審

• 申請號: 201410446526.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105371522A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 陳樹山;闞宗祥
• 申請（專利權）人: 陳樹山
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體制冷組件，特別是一種多級半導體溫差電制冷組件。

背景技術

半導體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優點是沒有滑動部件，應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。利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現制冷的目的。它是一種產生負熱阻的制冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。利用半導體制冷的方式來解決制冷、散熱問題，具有很高的實用價值。

現有的半導體制冷均為一級組件，也就是說只有一層，半導體制冷組件有一組NP電偶對、上下各一片陶瓷基片和導線組成，主要應用于車載冰箱、飲水機、恒溫酒柜等行業，冷熱面最大溫差70度。而對于需要較大溫差的場合就不能滿足要求。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種能夠提供較大溫差的一種多級半導體溫差電制冷組件。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現。

一種多級半導體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導流片、N型半導體和P型半導體，所述多級半導體溫差電制冷組件還包括導流條；所述多級半導體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結著陶瓷基體；所述陶瓷基體由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；所述每一級之間的陶瓷基片采用雙面金屬化的設計方法；所述陶瓷基體合理有序的固結著導流片；所述N型半導體和P型半導體分別固結在導流片上，同時每一層內的N型半導體和P型半導體依次通過導流片串接在一起；所述層與層之間的半導體通過導流條連接；所述的整個組件內的N型半導體和P型半導體總是一次間隔串聯連接的；；所述的多級半導體溫差電制冷組件的上一級由N型半導體和P型半導體組成的電偶對數不超過下面一級的60％。

進一步的，所述的多級半導體溫差電制冷組件的級數為2、3、4、5或6級。

進一步的，所述的陶瓷基體與導流片之間的固結方式為焊接或燒結。

進一步的，所述的導流片與半導體NP元件之間的固結方式為焊接。

進一步的，所述的多級半導體溫差電制冷組件為六級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為五級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為四級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數量為127、71、31和17對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為三級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數量為127、71和31對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為兩級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數量為127和71對。

采用這樣的結構后，由于由多級組成，根據半導體制冷組件工作原理，通電以后，NP電偶對通過吸熱和散熱過程，產生溫差效應。單級制冷片最大溫差70℃。多級制冷片的上一級電偶對數不超過下面一級的60％，所以上一級產生的熱量會完全被下一級帶走，每增加一級，溫差可增加10度左右，從而產生更高的溫差。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為六級時的總體結構示意圖；

圖2為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為五級時的總體結構示意圖；

圖3為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為四級時的總體結構示意圖；

圖4為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為三級時的總體結構示意圖；

圖5為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為二級時的總體結構示意圖；

圖6為普通單級半導體溫差電制冷組件的總體結構示意圖；

圖7為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的底層陶瓷基體上面視圖；

圖8為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的第二層陶瓷基體上下面視圖；

圖9為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的第三層陶瓷基體上下面視圖；

圖10為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的第四層陶瓷基體上下面視圖；

圖11為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的第五層陶瓷基體上下面視圖；

圖12為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的第六層陶瓷基體上下面視圖；

圖13為本發明狹一種多級半導體溫差電制冷組件的最上層陶瓷基體下面視圖；