珀耳帖半导体制冷机。 无线电电子电气工程百科全书
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构成计算机基础的现代高性能电子元件的运行伴随着显着的散热，特别是在超频模式下。 这些部件的有效运行需要适当的冷却装置。 通常，这种装置是传统的散热器和风扇。
它们的参数在不断改进，然而，像珀尔帖半导体制冷器这样的冷却手段已经出现并在计算机市场上流行起来。
上世纪60、70年代，苏联工业曾尝试生产帕尔贴小型家用冰箱。 但现有技术的不完善、效率低下和价格高昂，当时并没有让此类设备离开实验室。
目前生产的珀耳帖模块由于其独特的热和操作特性，无需大量的财务成本即可实现计算机元件所需的冷却水平。
设计。 珀耳帖效应在 p 型和 n 型半导体中最为明显。 根据电流方向，由于电荷复合，不同类型 pn 和 np 结的半导体接触会吸收或释放能量（图 1）。
通过组合大量 p 型和 n 型半导体对，您可以创建冷却元件 - 功率相对较高的珀耳帖模块。 该模块的结构如图 2 所示。
由于特定极性的电流通过，珀耳帖模块的散热器之间形成温差：一个散热器像冰箱一样工作，另一个散热器升温并用于散热。 典型Peltier模块的外观如图3所示。
典型的模块会产生显着的温差，达到几十度。 为了增加温差，可以进行模块级联（图4）。 基于珀尔帖模块的冷却装置通常被称为主动珀尔帖冷却器或珀尔帖冷却器。
非常重要的是珀尔帖模块的功率，这取决于其尺寸。 低功率模块不为受保护的电子元件（例如处理器）提供必要的冷却。 同时，功率太大的模块可以将元件冷却到空气中的湿气凝结的程度，这对电子电路来说是危险的（可能导致电路短路）。
应当指出的是，珀耳帖模块在工作过程中会散发出相对大量的热量。 因此，不仅需要使用强力风扇作为冷却器的一部分，还需要采取措施降低计算机机箱内部的温度，以防止计算机其他部件过热。 图 5 显示了包含 Peltier 半导体模块的主动冷却器的外观。
操作特点 珀尔帖模块如下：
1) 大量热量的释放需要冷却器内有适当的散热器和风扇。 珀耳帖模块的效率相对较低，因此是强大的热源。 此外，这些模块对于电源来说是一个强大的附加负载。 计算机电源的功率必须提高到250瓦。 这就导致需要将电源分成几个块。
2) 如果出现故障，珀耳帖模块会将冷却元件与冷却器散热器隔离。 这会导致受保护元件的热状态迅速受到破坏，并因过热而发生故障。
3) 珀耳帖冰箱在超功率运行过程中出现的低温会导致空气中的水分凝结。 表1给出了不同空气湿度和环境温度下的湿气凝结温度。
表1
请注意，在湿度为 70% 的情况下，由于湿气开始凝结，外壳内部的温度仅降低 6° 即可。 因此，有必要准确确定珀耳帖制冷机的功率，以避免出现凝露的危险。
4) 现代处理器根据负载降低功耗（节能标准也规定了这一点）。 但这对于专为连续运行而设计的珀耳帖冷却器来说并不适用。 必须输入冷却器控件，否则无法使用它们。
有报道称，有关将微型珀耳帖模块直接嵌入处理器芯片中的实验。 该解决方案有助于降低处理器的热阻，并允许您提高其工作频率。
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