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半导体制冷器制冷性能的综合影响因素探讨及其优化设计分析 被引量:33
1
作者 毛佳妮 申丽梅 +1 位作者 李爱博 汤魁 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第7期68-72,19,共6页
对于半导体制冷器优化研究的目的在于使其制冷性能最优化。本文通过对半导体制冷器的结构尺寸及热电材料相关物性参数进行了较系统的研究,推荐出了最佳理论设计值。同时,采用数值分析与解析求解相结合的方法,综合讨论了在稳态条件下,优... 对于半导体制冷器优化研究的目的在于使其制冷性能最优化。本文通过对半导体制冷器的结构尺寸及热电材料相关物性参数进行了较系统的研究,推荐出了最佳理论设计值。同时,采用数值分析与解析求解相结合的方法,综合讨论了在稳态条件下,优值系数、最优结构尺寸、冷热媒温度、电流、介质端面对流换热强度等参数变化对热电制冷器制冷性能的改善影响,以及各性能参数之间的相互制约关系。结论对于实际热电制冷系统的优化设计以及系统性能的提高提供了理论依据。 展开更多
关键词 半导体制冷器 优化设计 G因子 对流换热强度
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半导体制冷器的进展 被引量:24
2
作者 宣向春 王维扬 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期14-18,共5页
半导体制冷器具有微型化、轻量化、无振动、长寿命等许多重要优点。目前300K室温下优值系数Z最高的半导体制冷材料是p型Ag0.58Cu0.29Ti0.94Te四元合金,200~300K普冷范围内三元Bi2Te3-Sb2... 半导体制冷器具有微型化、轻量化、无振动、长寿命等许多重要优点。目前300K室温下优值系数Z最高的半导体制冷材料是p型Ag0.58Cu0.29Ti0.94Te四元合金,200~300K普冷范围内三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3固溶体合金仍然应用最广且性能优良,而20~200K低温下则是Bi-Sb合金热电性能最好。电臂材料是决定半导体制冷器性能的主要因素,但通过改进电臂结构,设计特殊的电臂联接方式,同样能显著提高半导体制冷器的性能,同轴环臂温差电对和“无限级联”温差电对,已被试验证明可明显提高最大制冷温差。利用高温超导(HTSC)材料代替p型半导体材料制成被动式p型臂,将为低温半导体制冷器开辟一条新的道路。 展开更多
关键词 半导体制冷器 优值系数 温差电对 半导体材料
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小型半导体制冷器工作特性的实验研究 被引量:8
3
作者 王凯 揭其良 荣军 《材料与冶金学报》 CAS 2003年第1期77-80,共4页
半导体制冷器效率的大小取决于热电堆冷热端的温差 ,而强化热端的散热与强化冷端的冷量散发有利于降低热电堆冷热端的温差 ,从而提高半导体的制冷效率 .本文探讨了半导体制冷器在不同工况下的变化规律 。
关键词 小型半导体制冷器 工作特性 实验研究 热电制冷 温度分布 制冷系数
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多级半导体制冷器设计 被引量:6
4
作者 陈振林 孙中泉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第11期30-31,共2页
文中主要介绍了半导体制冷器的基本原理及其应用 ,并对涉及到多级制冷器的有关公式进行了推导 。
关键词 热电效应 热电制冷 多级半导体制冷器 设计
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锥状电臂半导体制冷器工作参数的理论分析 被引量:6
5
作者 宣向春 王维扬 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期29-31,共3页
通过求解导热微分方程 ,推导出锥状电臂半导体制冷器的理论工作参数。结果表明 ,采用锥状电臂不仅可以节约材料 ,而且在达到相同制冷温差时 ,可减小工作电流 ,降低直流功耗 ,缩短降温时间 ,而制冷效率不变。
关键词 导热微分方程 半导体制冷器 锥状电臂 工作参数
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基于ANSYS Workbench软件的半导体制冷器性能模拟研究 被引量:2
6
作者 武卫东 申瑞 +1 位作者 姜同玲 于子淼 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期255-262,共8页
利用ANSYS Workbench数值模拟软件研究了输入电压、热端温度、半导体单元属性、半导体电偶臂及级间绝缘材料属性等因素对二级半导体制冷器冷端温度、冷端冷量及制冷系数等性能的影响.研究表明:在一定范围内,保持半导体制冷器热端温度不... 利用ANSYS Workbench数值模拟软件研究了输入电压、热端温度、半导体单元属性、半导体电偶臂及级间绝缘材料属性等因素对二级半导体制冷器冷端温度、冷端冷量及制冷系数等性能的影响.研究表明:在一定范围内,保持半导体制冷器热端温度不变,冷端温度随着输入电压的增大而递减;保持输入电压不变,冷端温度随着热端温度的升高而递增;保持输入电压和热端温度不变,冷端冷量随着冷端温度的升高而递增;在冷端温度、热端温度一定时,制冷系数ε随着输入电压的增大而迅速减小;半导体单元高度的增加和单元间距的减小都可以使冷端达到更低温度;随着半导体电偶臂及级间绝缘材料属性即热导率、高度的增加,冷端温度均呈递增趋势.模拟结果与实验数据对比显示,两者具有较好的吻合性. 展开更多
关键词 ANSYS Workbench软件 半导体制冷器 性能 数值模拟 实验验证
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半导体制冷器作为标定物的红外成像仪隐式标定 被引量:1
7
作者 章喜 王继平 孙华燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期972-978,共7页
为了快速、精确地定位红外光斑的二维空间位置,提出利用半导体制冷器(TEC)作为标定点源的红外成像仪隐式标定方法。首先采用高分辨率的可见光CCD相机和已知空间坐标的高精度网格,用直接线性变换标定法求得热源的高精度空间坐标,然后利... 为了快速、精确地定位红外光斑的二维空间位置,提出利用半导体制冷器(TEC)作为标定点源的红外成像仪隐式标定方法。首先采用高分辨率的可见光CCD相机和已知空间坐标的高精度网格,用直接线性变换标定法求得热源的高精度空间坐标,然后利用质心型增长法分割红外图像得到其中心亮点坐标,再求解出红外图像像素坐标与空间坐标之间的转换矩阵。实验研究表明:用探测器320×240,波段8~12μm的红外成像仪拍摄200 mm×100 mm的空间视场,使用直接线性法标定带有8个TEC的靶标,标定误差小于0.4 mm。该方法简单、精度高,为红外成像仪的二维标定探索了一种低成本、高精度的途径。 展开更多
关键词 隐式标定 红外成像仪 半导体制冷器 直接线性变换法
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基于半导体制冷器的小型黑体参考源设计 被引量:3
8
作者 于繁迪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期44-46,共3页
文章针对红外热像仪在实际应用中非均匀性多点校正问题,选择了体积小、制冷迅速的半导体制冷器作为黑体参考源,并采用模糊-PID控制算法对参考源进行控制,设计出一种精度高、便于安装并且能够进行多温度点控制的小型黑体参考源。经过测... 文章针对红外热像仪在实际应用中非均匀性多点校正问题,选择了体积小、制冷迅速的半导体制冷器作为黑体参考源,并采用模糊-PID控制算法对参考源进行控制,设计出一种精度高、便于安装并且能够进行多温度点控制的小型黑体参考源。经过测试和分析,对黑体的稳定性、发射率和均匀性做出了客观的评价,表明了该设计具有较强的实用性。 展开更多
关键词 黑体参考源 半导体制冷器 模糊-PID控制 均匀性
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基于斯特林散热的半导体制冷器温度控制系统 被引量:3
9
作者 吴聿聪 杨遂军 +2 位作者 丁炯 杨伟华 叶树亮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第11期53-56,60,共5页
针对传统半导体制冷器(TEC)温度控制系统极限低温能力差的问题,设计了一种基于斯特林制冷机散热的半导体制冷器温度控制系统。系统使用小型斯特林制冷机对半导体制冷器热端制冷,采用24位高分辨率ADC对高精度K型热电偶进行温度采集,设计... 针对传统半导体制冷器(TEC)温度控制系统极限低温能力差的问题,设计了一种基于斯特林制冷机散热的半导体制冷器温度控制系统。系统使用小型斯特林制冷机对半导体制冷器热端制冷,采用24位高分辨率ADC对高精度K型热电偶进行温度采集,设计比率法电路配合高灵敏度热敏电阻进行冷端补偿,结合单神经元PID算法对半导体制冷器进行温度控制。实验结果表明:该温度控制系统极限低温可达-113℃,较大地提升了半导体制冷器的低温发生能力,温度控制误差范围在±0.05℃以内,系统的稳定性与可靠性良好。 展开更多
关键词 温度控制 半导体制冷器 斯特林制冷 单神经元PID 冷端补偿 极限温度
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半导体制冷器工作参数的理论分析 被引量:6
10
作者 宣向春 王维扬 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期26-30,共5页
从求解导热微分方程出发,通过合理的简化,将半导体制冷器电臂中的传热问题视为一维稳态导热,并把帕耳帖热看成是电臂冷端面的均匀有限热流,而焦耳热是电臂中的内热源。推导出半导体制冷器的理论工作参数,直接给出焦耳热在电臂冷端... 从求解导热微分方程出发,通过合理的简化,将半导体制冷器电臂中的传热问题视为一维稳态导热,并把帕耳帖热看成是电臂冷端面的均匀有限热流,而焦耳热是电臂中的内热源。推导出半导体制冷器的理论工作参数,直接给出焦耳热在电臂冷端和热端的分配情况,无需任何假定。最后对实际工作环境下的半导体制冷器的工作状态作出简略分析。 展开更多
关键词 半导体制冷器 导热微分方程 工作参数 传热
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基于半导体制冷器的“纯净电源”
11
作者 刘志华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期303-304,314,共3页
提出了一种基于半导体制冷器的"纯净电源"方案,该电源具有电气安全性能优异,抗干扰能力强,输出纯净,寿命长,体积小等特点。指出了其能源转化效率低。负载能力低,需采用适当的高温防护措施等应用局限性,并给出了模型测试结果。
关键词 半导体制冷器 纯净电源 抗干扰
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温差半导体空调制冷器制冷性能研究 被引量:1
12
作者 卞之 齐臣杰 +1 位作者 邢诒存 张美丽 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期791-794,共4页
设计了两种不同散热方式的半导体制冷器,实验表明制冷性能良好,为太阳能驱动半导体制冷装置的优化设计提供依据、奠定基础。半导体制冷模块热端采用汽车发动机散热系统标准部件、采取水冷却,能在有限的空间内将高热流密度热量散发出去,... 设计了两种不同散热方式的半导体制冷器,实验表明制冷性能良好,为太阳能驱动半导体制冷装置的优化设计提供依据、奠定基础。半导体制冷模块热端采用汽车发动机散热系统标准部件、采取水冷却,能在有限的空间内将高热流密度热量散发出去,有利于提高制冷性能。半导体制冷模块在等功率状态下工作,制冷量为半导体器件最大制冷量的55%;若倾向于获得较大制冷系数,制冷量按最大制冷量的40%进行设计,制冷系数ε达1.65。 展开更多
关键词 半导体制冷器 制冷设计 制冷性能
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半导体激光器恒温控制理论与应用 被引量:22
13
作者 张娜 于永力 +1 位作者 田小建 单江东 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期284-287,共4页
设计一种泵浦激光器恒温控制系统 ,并建立其理论模型 ,分析了控制参数对系统阶跃响应的影响 .该系统采用 TEC双向电流制冷 (制热 ) ,可用多种温度传感器作为测温元件 ,运用
关键词 温度控制 半导体制冷器 PID控制原理 恒温控制系统 FEC双向电流制冷
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半导体激光器温度控制系统的设计 被引量:18
14
作者 焦明星 邢俊红 +2 位作者 刘芸 范吉中 安龙华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期261-264,共4页
设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管(LD)温度控制系统,该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件,并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明:该... 设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管(LD)温度控制系统,该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件,并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明:该系统在10-40℃温度范围内的控温稳定性优于0.2℃,能够有效抑制LD波长的漂移。 展开更多
关键词 半导体激光 半导体制冷器 数字PID控制 模糊理论
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太阳能半导体空调制冷装置模块化实验研究 被引量:7
15
作者 卞之 潘宇婧 +2 位作者 齐臣杰 邢诒存 曲春英 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1131-1134,共4页
建立了以水为热交换媒介的太阳能热电模块制冷实验系统。系统配置了双位能量存储装置,用以储存昼夜温差能和太阳光电转换电能,以备无日照或日照不足时系统能够连续工作。热电制冷装置模块化,用以适应制冷功率变化较大的空间制冷,并在制... 建立了以水为热交换媒介的太阳能热电模块制冷实验系统。系统配置了双位能量存储装置,用以储存昼夜温差能和太阳光电转换电能,以备无日照或日照不足时系统能够连续工作。热电制冷装置模块化,用以适应制冷功率变化较大的空间制冷,并在制冷启动与温度维持不同阶段实现较大功率的切入或撤出。制冷模块以半导体热电元件为核心,冷热端均以导热性能良好的紫铜作为热交换材料,以热容量较大的水作为冷却液和散热循环液。热交换装置采取集合散热冷却分流的集散一体化热交换系统。对制冷模块制冷性能进行了实验分析,并对制冷效果进行了模拟实验,实验结果基本达到了设计的预期。 展开更多
关键词 太阳能制冷 半导体制冷器 热电制冷 制冷性能
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一种小型化半导体激光器温控电路的设计 被引量:6
16
作者 李龙骧 周根东 +5 位作者 张晓辉 韩耀锋 郭俊超 寿少俊 孙翌乔 杨科 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第5期37-41,共5页
为了满足激光器小型化的需求,设计了一种小尺寸的半导体激光器温度控制电路。电路采用内置半桥的DC-DC转换芯片SY8368AQQC作为半导体制冷器的驱动,采用STM32F302K8U6作为主控芯片,内置PID算法。最终实现了电路的小型化,尺寸可以做到30 m... 为了满足激光器小型化的需求,设计了一种小尺寸的半导体激光器温度控制电路。电路采用内置半桥的DC-DC转换芯片SY8368AQQC作为半导体制冷器的驱动,采用STM32F302K8U6作为主控芯片,内置PID算法。最终实现了电路的小型化,尺寸可以做到30 mm×30 mm,同时也能达到理想的控制效果。实验结果表明,该电路的温度控制精度可以到±0.1℃。 展开更多
关键词 小型化 半导体激光 温度控制 半导体制冷器
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基于DSP的高精度半导体激光器温度测控系统 被引量:7
17
作者 丁友林 蔡舒平 董利科 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第4期135-137,共3页
半导体激光器的激光输出波长对温度变化极其敏感,其工作温度必须具有很高的稳定度。介绍了基于DSP TMS320LF2407控制核心的半导体激光器恒温控制系统。采用四线制测量电路、高分辨率(24位)ADC和软件非线性校正等方法提高测量精度。利... 半导体激光器的激光输出波长对温度变化极其敏感,其工作温度必须具有很高的稳定度。介绍了基于DSP TMS320LF2407控制核心的半导体激光器恒温控制系统。采用四线制测量电路、高分辨率(24位)ADC和软件非线性校正等方法提高测量精度。利用DRV592驱动芯片对半导体制冷器进行线性驱动,采用模糊自整定PID控制算法来提高控温精度。结果表明:该系统不仅结构简单、稳定性强,且温度调节速度快。在6~50℃范围内,系统测量精度达±0.004℃,控温精度达±0.02℃. 展开更多
关键词 半导体激光 DSP DRV592 模糊自整定PID 半导体制冷器
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半导体制冷控温酶反应检测仪 被引量:3
18
作者 肖建军 李鹏 +1 位作者 华泽钊 申晋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期551-555,共5页
介绍了一种适合进行酶反应动力学分析的仪器。仪器主要由微控制器、仪器放大器、模块电源、半导体制冷器、单色器、可动比色皿架和光电倍增管等组成。活动比色皿架的温度可以调节并恒定在所需要的温度 ,温度的控制范围为 5℃~ 6 0℃ ,... 介绍了一种适合进行酶反应动力学分析的仪器。仪器主要由微控制器、仪器放大器、模块电源、半导体制冷器、单色器、可动比色皿架和光电倍增管等组成。活动比色皿架的温度可以调节并恒定在所需要的温度 ,温度的控制范围为 5℃~ 6 0℃ ,在恒温状态温度的波动范围为 0 .1K。 展开更多
关键词 半导体制冷器 恒温 分光光度法 酶反应 检测仪
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基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统 被引量:8
19
作者 杨芳权 江渝川 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第4期445-450,共6页
针对半导体激光器工作温度随时间变化存在漂移和不稳定的问题,提出了基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统.将单片机、铂电阻和TEC半导体制冷器分别作为系统的处理器、温度敏感器和温控执行器,通过遗传算法模型来分析被控对象的物理... 针对半导体激光器工作温度随时间变化存在漂移和不稳定的问题,提出了基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统.将单片机、铂电阻和TEC半导体制冷器分别作为系统的处理器、温度敏感器和温控执行器,通过遗传算法模型来分析被控对象的物理特性,利用遗传算法的快速搜索能力来训练温度控制的权系数,并对设计的系统进行实验验证.结果表明,该系统的温度控制精度为±0. 002℃,控制范围为5~70℃,超调量低于8%,能够实现高精度和宽范围的控制效果,具有较好的工程应用价值. 展开更多
关键词 半导体激光 铂电阻 单片机 自适应 温度控制单元 半导体制冷器 温度采集单元 遗传算法
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镍锡金属化半导体致冷器的电冲击试验研究 被引量:1
20
作者 张国威 赵秀平 +2 位作者 李志伟 权五云 刘振茂 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第5期32-36,共5页
报导了采用电冲击方法,试验比较了镍锡金属化层和普通锑铋合金金属化层用于半导体致冷器制造时产生的性能上的差别.试验结果表明,镍锡金属化层提高了致冷器的电性能和耐电、热冲击性能。
关键词 半导体制冷器 镍锡金属化层 电冲击
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