热电冷却技术

自 1834 年发现珀尔帖效应以来，固态热泵就一直存在。几十年前，随着先进半导体热电偶材料以及陶瓷基板组合技术的发展，这种固态热泵开始商业化。热电冷却器是一种固态热泵，需要热交换器通过珀尔帖效应散热。在运行期间，直流电流经过热电冷却器以在陶瓷基板上产生热传输和温差，导致热电冷却器的一侧变冷，而另一侧变热。标准的单级热电冷却器可实现高达 70°C 的温差。

标准热电冷却器的几何尺寸从 2 x 2 毫米到 62 x 62 毫米不等。由于具有较小尺寸与较轻的重量，使热电元件成为几何空间和重量要求受限应用的理想选择。与热电技术相比，传统的基于压缩机系统等冷却技术通常体积和重量更大。

热电冷却器还可以用作发电机，将废热转换为可用的输出直流电。对于需要在环境温度以下进行主动冷却，且冷却能力要求小于600瓦的应用，热电设备是理想的选择。当系统设计标准包括精确温度控制、高可靠性、紧凑几何尺寸、较轻重量和环保要求等因素时，设计工程师应该考虑热电冷却器。

热电冷却的优势

与其它冷却技术相比，热电冷却器具有以下几个优势:

• 固态架构，没有移动部件，可靠性更高。
• 设备可以沿任何方向安装。
• 热电冷却器可以将设备冷却到远低于环境温度。通过在真空环境中使用多级热电冷却器，可以实现更低的温度，能够低至-100°C
• 热电器件可以通过简单地通过反转极性来加热和冷却，从而改变热传输的方向。这使得温度控制非常精确，在稳态条件下可以保持高达 ±0.01°C的准确度。
• 在加热模式下，热电冷却器比传统电阻加热器更高效，因为它们通过输入电源产生热量，并可利用热泵产生的额外热量。
• 因为它们不使用 CFC，因而设备对环境无害，并且电噪声很小。