半导体制冷-EDN博客-电子工程师的设计灵感之源VIP免费

半导体制冷自制冰镇啤酒凉杯编者按：这篇文章成文于2005年11月1日，发表在《大众硬件》杂志上。是一篇非常另类的DIY改造文章。半导体可以发热也可以制冷。总之就是将热量从一处转化到另一处。利用这个原理我写了这篇文章。我个人认为这篇文章属于我DIY类文章比较有代表性的。不仅仅是改造的过程，还有实现改造的原理分析。相当精彩，推荐大家学习。半导体制冷——自制冰镇啤酒凉杯男人都喜欢喝啤酒，天气炎热的时候一杯冰镇啤酒更是能让人倍感凉爽。在休闲的时候约上几个好朋友，把酒言欢更是人生一大幸事。但是冰镇啤酒最大的敌人就是温度，从冰箱里取出的啤酒，倒入杯中很快就会变热了。尤其是在烈日炎炎的夏天更是如此。因此我就想利用手头现有的材料和工具，制作一只冰镇啤酒保温杯。这样我们随时随地就都可以喝道爽口的冰镇啤酒了。珀尔帖效应和半导体制冷起初我曾经使用过市面上的一些保温杯来盛啤酒，但是效果都不尽如人意。因为保温杯只是尽可能的保护啤酒的温度，减缓它的升温速度而已。保温杯不能直接对杯中的啤酒进行制冷。如果我们想要冷却啤酒，只能倚赖冰箱。但是科学的力量是无限的，凭借着我在处理器超频散热方面的一些经验，我终于想到了解决办法。那就是半导体制冷技术。提到半导体制冷技术我们就不得不提起两个著名的温差电效应原理。1821年德国科学家塞贝克首先发现了温差电的第一个效应，人们称之为塞贝克效应，即两种不同的金属构成闭合回路，当两个接头存在温差时，回路中将产生电流，这一效应成为了温差发电的技术基础。今天我们经常提到的半导体致冷所依赖的珀尔帖效应是法国科学家珀尔帖于1834年发现的，它是塞贝克效应的逆效应——两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。当这两种效应现象发现后将近一个世纪，并未得到实际应用，原因是金属的温差电效应非常微弱。然而科学技术飞速发展的今天，人们已经制造出很多新的半导体材料，这使得单级致冷组件的最大温差可达到70℃以上。记得以前我在超赛扬300A的时候，曾经买过一块半导体制冷片。轻易的就可以将处理器降到0℃左右。不过此后我升级了处理器，这块强悍的半导体制冷片也被封存起来了。今天我就要让它在展神威。如图1，我的半导体制冷片。准备材料在制作这个冰镇啤酒凉杯的时候，几乎所有的材料都是从家里的各个角落搜刮出来的。可以说整个DIY都是变废为宝，没有花一分钱。最为主要的器皿就是这个废旧的咖啡杯。如图2，废旧的咖啡杯。它是电加热型的咖啡杯，内部电路出了故障现在已经不能加热了。不过这个旧咖啡杯给我留下了两件非常有用的东西。一个是咖啡杯的开关，另一个是电子温度计。如图3，旧咖啡杯剩下的开关。如图4，旧咖啡杯的电子温度计。剩下的材料都比较好找了。300W的ATX电源一个，用来给半导体制冷片供电。8节2v的5号充电电池，即便以后家里停电的时候，我们仍然可以利用充电电池供电。1个CPU散热片，最好是全铜的这样散热效率最高，不会由于使用时间过长而烧毁半导体制冷片。集冷片一块，其实就是一小块厚厚的纯铜片，它会被安置在半导体制冷片的冷极上，这样可以更好的冷却啤酒。CPU散热硅胶若干，将他们涂抹在散热片和半导体芯片之间可以增加换热效率。环氧树脂胶水一瓶，用来将CPU散热片和旧咖啡杯固定住。导线若干，用来连接各个部件。绝缘胶带若干，用来制作电池模组和捆扎导线。最后就是我们的主角，额定功率118w的半导体制冷片一块。如图5，所有材料准备齐全。装配制冷部件首先，我先将CPU纯铜散热片固定在旧咖啡杯的底部。纯铜散热片外部有一圈黑色的塑料外壳，这个外壳的四角都是水平的。如图6，这是CPU纯铜散热片。但是旧咖啡杯的四个底脚却是向下凹陷的。环氧树脂是一种非常强力的胶水，它不仅仅具有极为强大的粘合性，更有很好的定型性。在这里我使用了足够多的环氧树脂，将他们填充到散热片和旧咖啡杯底部形成的空隙中。这里我还要提一下干燥的过程，环氧树脂胶水的干燥过程比较苛刻。散热片的部分是塑料质地，而旧咖啡杯的四角是金属质地。要想让他们牢牢的粘合在一起，胶水的干燥过程也尤为重要。必须保证在75℃的恒温环境下...