半导体制冷系统性能分析
本文主要研究了热电半导体制冷机的性能特性，导出半导体制冷机的效率一般表示式，分析了一些参数对最优性能的影响，得到一些新结论．
关键词：半导体制冷；效率；优化分析
半导体制冷器件在近年来的广泛应用越来越引起了世界各国的重视．对半导体制冷性能的研究已成为半导体新技术和材料科学发展中的一个热门课题．在半导体热电器件研制中，一方面以提高半导体材料的优值系数和生产工艺为研究方向；另一方面从热电转换系统出发，考虑不同的外部条件，分析各种效应、各种不可逆性对半导体制冷系统性能的影响，应用非平衡态热力学优化控制理论提供优化设计方案和最佳运行准则．本文将在上述研究的基础上对一种较为普遍的半导体制冷机的性能进行分析，研究在给定的外界条件下，半导体优值系数、电流与面积等对制冷效率的影响，所得的结果可对这类制冷机的设计提供理论指导．
1 半导体制冷理论模型
图1给出了半导体制冷系统的结构示意图．它是由 对P型和N型半导体元件串联组成，丁c为制冷端环境温度，丁^为放热端环境温度，半导体制冷系统冷端和热端的温度分别为 和丁^J，半导体制冷系统所涉及的热效应主要有帕尔帖效应、焦耳效应和热传导．其吸热率和放热率分别为
Q 一UcA (Tc— T ，)， (1)
Q 一U A (丁^ — Th)， (2)
1 Q 一alT。一寺J。R—K(丁^J— )，
(3) 图1半导体制冷系统模型
编审： 杨科
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