[實(shí)用新型]半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521105981.2
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN205261973U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高俊嶺;孔小鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東富信科技股份有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25D17/06
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 劉培培

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制冷領(lǐng)域，特別是涉及一種基于半導(dǎo)體制冷芯片的 半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制冷芯片(TEC，ThermoelectricCooler)以其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、 制冷量控制方便等特點(diǎn)，在小型制冷如紅酒冷藏柜、汽車用冷熱兩用箱、電子 冰淇淋機(jī)等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。

半導(dǎo)體制冷芯片主要是利用P-N型電偶對(leg)熱電半導(dǎo)體材料的珀?duì)栙N (Peltier)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)一端冷、一端熱，在半導(dǎo)體制冷芯片兩端形成溫差，當(dāng)TEC 熱端熱量放出后，TEC冷端會產(chǎn)生一定的冷量，完成制冷。

對于半導(dǎo)體制冷芯片的產(chǎn)冷量Q_c與TEC熱端溫度T_h、冷端溫度Tc的關(guān)系 式為：Q_c＝NαIT_c-K(T_h-T_c)-0.5I²R，其中N-TEC的電偶對的數(shù)量；α-TEC熱 電材料賽貝克系數(shù)；K-TEC熱導(dǎo)；I-工作電流；R-TEC內(nèi)阻。由此式可以 得到：當(dāng)TEC結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料特性、工作特性及冷端溫度特性(N、K、α、R、 I、Tc)確定后(前述參數(shù)存在一定的關(guān)聯(lián)性)，則TEC產(chǎn)冷量Qc與其熱端溫 度T_h密切相關(guān)，同樣工況下T_h越小，則產(chǎn)冷量Qc越大。因此，在TEC芯片及 散熱結(jié)構(gòu)確定條件下，降低TEC熱端溫度T_h是提升TEC制冷量及制冷轉(zhuǎn)換效 率的關(guān)鍵。

為了降低TEC熱端溫度T_h，并兼顧性價(jià)比、結(jié)構(gòu)、空間等因素，如圖1和 圖2所示，現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，通常包括半導(dǎo)體制冷芯片S1、散熱器S2 和軸流風(fēng)扇S3，散熱器S2包括散熱基板S21和若干個散熱翅片S22，若干個散 熱翅片S22連接于散熱基板S21的同一側(cè)；半導(dǎo)體制冷芯片S1貼附于散熱基板 S21上，散熱基板S21的面積大于半導(dǎo)體制冷芯片S1；軸流風(fēng)扇S3設(shè)于散熱器 S2的若干個散熱翅片S22上，軸流風(fēng)扇S3與散熱基板S21平行設(shè)置，軸流風(fēng) 扇S3的軸線與半導(dǎo)體制冷芯片S1的中心線重合。

由于軸流風(fēng)扇S3上位于中心的電機(jī)占有一定體積(垂直軸流風(fēng)扇S3的軸 線方向占有一定橫截面積)，因此，沿軸流風(fēng)扇S3的軸線方向，在軸流風(fēng)扇S3 沿軸線四周的風(fēng)流對稱時，軸流風(fēng)扇S3會在吹出的近距離形成風(fēng)流盲區(qū)S4。在 現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，由于軸流風(fēng)扇S3與散熱基板S21平行設(shè)置、軸流風(fēng) 扇S3的軸線與半導(dǎo)體制冷芯片S1的中心線重合，故軸流風(fēng)扇S3與散熱基板 S21之間形成的風(fēng)流盲區(qū)S4，正對準(zhǔn)散熱基板S21上與半導(dǎo)體制冷芯片S1相貼 合的部分；散熱基板S21上與半導(dǎo)體制冷芯片S1相貼合的部分是散熱基板S21 的熱量最集中、溫度最高區(qū)域，由于該風(fēng)流盲區(qū)S4的存在，導(dǎo)致該部分的換熱 系數(shù)減小，溫度偏高，造成與該部分貼合的TEC熱端熱量無法高效傳導(dǎo)(當(dāng)然， 熱量通過散熱基板S21進(jìn)行了熱量傳遞，散熱基板S21起到了均溫效果)，造成 TEC熱端溫度T_h還是比較高，TEC產(chǎn)冷量的提高比較少。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，能有效地提 高產(chǎn)冷量。

上述技術(shù)問題通過以下方案解決：

一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體制冷芯片、散熱器和軸流風(fēng)扇；所述散 熱器包括散熱基板和連接于所述散熱基板的若干個散熱翅片；所述半導(dǎo)體制冷 芯片貼附于所述散熱基板上；所述軸流風(fēng)扇設(shè)于所述散熱器的若干個散熱翅片 上，并與所述散熱基板平行設(shè)置；所述軸流風(fēng)扇的軸線與所述半導(dǎo)體制冷芯片 的中心線之間的距離D滿足以下條件：(L_F-L_T)/2≤D≤(L_F/2+L_T/5)，其中， L_F為軸流風(fēng)扇的直徑，L_T為半導(dǎo)體制冷芯片的長度，L_F＞L_T。

在其中一個實(shí)施例中，所述距離D滿足以下條件：(L_F-L_T)/2≤D≤L_F/2。

在其中一個實(shí)施例中，所述距離D＝L_F/2。