基于半导体制冷的光模块高低温测试系统

5G网络建设和大规模数据中心建设带来了大量光模块需求。在光模块生产制造中,为了保障光模块在环境温度变化情况下能够长时间正常工作,需要检测模块在不同温度下的性能,而进行高低温测试。高低温测试在光模块制造成本中占了很大比重。设计了一种基于半导体制冷器(Thermo Electric Cooler)的光模块高低温测试系统,相较传统基于热流仪的方案,不需要压缩空气,能够大幅降低功耗、噪声和整体成本,且能够实现与热流仪相当的升降温时间。该系统对于节能减排、降低光模块制造成本有重要意义。

基于半导体致冷器数学模型的TEC制冷系统的效率估算

为了对半导体制冷系统的制冷效率进行估算 ,通过建立半导体致冷器 (TEC)的数学模型 ,并结合机械连接形式的TEC制冷系统 。

一种小型化半导体激光器温控电路的设计

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℃。

微型半导体制冷器在芯片散热的应用分析

阐述半导体制冷器的发展状况,包括锭材切割工艺、MEMS工艺和CMOS工艺制备微型半导体制冷器的特性和应用,并展望微型半导体制冷器未来发展趋势。

TEC的高精度半导体激光器温控设计

热电制冷器（TEC）作为半导体激光器（LD）的制冷方案，具有体积小、易于控制等优点。但基于TEC的制冷方案中TEC的制冷功率和目标散热功率之间需要有良好地匹配关系，否则将会导致制冷不足或者导致功耗过大。根据LD组件热负载匹配TEC制冷功率，并通过比例一积分一微分（PID）控制方法实现温控参数的优化设计，实现了基于TEC的LD温度控制系统。经实验验证：该系统能够对LD的工作温度实现控制范围为5℃～41℃、稳态误差小、控制精度为-0．05℃的高精度、高稳定性控制，并在高精度的波长测试中得到了很好的应用。

半导体制冷器优化设计工作状态的实验研究

模拟小空间制冷环境,在实验确定半导体制冷器最大制冷系数状态和最大制冷量状态工作参数基础上,综合分析计算给出了等功率状态和最佳工作状态参数,弥补传统设计理论的不足,为半导体制冷器优化设计提供依据。

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

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。

隔爆型防爆半导体空调设计

阐述了隔爆型电气设备隔爆外壳以及半导体制冷器冷凝、散热等方面的技术要点,介绍了设计制造中应注意的问题,提出了一种隔爆型防爆半导体空调的设计方法。

汤姆孙效应对半导体制冷器性能的影响

本文应用非平衡态热力学理论建立了热电器件的热传导方程，导出半导体制冷器的制冷系数和制冷率，并详细地讨论了汤姆孙效应对制冷器性能的影响，得到了一些有意义的新结论，同时澄清了有关研究中普遍存在的一些问题。

基于半导体制冷器的CPU散热研究

针对目前计算机日益增多的CPU热故障、常规风冷散热法已接近极限的问题,研究了把半导体制冷器用于CPU芯片散热的一种实用方法,提出了防止CPU结露的具体措施,并对半导体制冷器的冷量控制进行了设计。实际运行和调试证明本方案是一种提高CPU散热能力的实用、有效、可行的办法。

小型半导体制冷器工作特性的实验研究

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 。

有限散热强度下半导体制冷器性能的实验研究

由于热端散热能力总是有限的,制冷量的波动将导致半导体制冷器热端温度的波动,此时仍假定热端温度不变进行设计是不妥的。给出了半导体制冷器在有限的热端散热强度下不同制冷工况的实验结果,经过比较选出其中的最佳工况,并推导出计算最佳工况下半导体制冷器的工作电流和制冷量的近似公式,与实验结果比较吻合,可供半导体制冷器的设计者参考。

半导体制冷器的进展

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。

多级半导体制冷器设计

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 。

半导体多级制冷器设计的火用效率分析

对半导体多级制冷器不同的设计方法作了介绍,提出了最大火用效率分析的设计方案,导出了各种设计方案的设计公式。建立了半导体单级到四级制冷器的数学模型,并进行数值计算。通过对各种设计方法的理论分析,指出了采用最大火用效率设计的独特之处及得出了半导体多级制冷器设计的一些重要结论。

基于半导体制冷器的微机温控显微系统

本文介绍了一种精密温控显微系统,利用半导体制冷器进行降温、升温和恒温控制。该系统使用PC机作为控制平台,采用自整定PID算法,调节输出PWM波的占空比来控制半导体制冷器的输出功率。人机界面友好,控制精度高,温度范围-20oC～60oC,温控精度可达0.1oC。

半导体制冷器“无限级联”温差电对工作参数的理论分析

在普通温差电对的ｐ型和ｎ型电臂之间淀积一层厚度适当的银膜实现短接，可在单级温差电对中形成类似多级半导体制冷器的无限级微温差电对串联，从而提高电对的制冷量和制冷温差。实验证明，这种“无限级联”温差电对的最大制冷温差可提高到普通电对的１．５～３倍。本文通过合理的简化，求解导热微分方程，给出“无限级联”温差电对的理论工作参数，并且给出焦耳热在电对冷端和热端的分配情况。

新型热驱动半导体制冷器性能的优化分析

提出一种新型的热驱动半导体制冷器模型 ,以制冷系数和制冷率为目标函数分析其性能特性。计算在不同情况下热驱动半导体制冷器的最大制冷系数和制冷率。进而优化工作电流的最佳范围 ,从而确定热驱动半导体制冷器的内部结构参数。所得结果可为新型的热驱动半导体制冷器的优化设计和最佳运行提供有价值的理论指导 ,可促进热驱动半导体制冷器的开发和在不同高新科技领域中的应用。

半导体制冷技术应用于大功率器件散热方面的研究

介绍了半导体制冷技术在大功率器件散热方面的实验研究成果,并对未来半导体制冷技术的应用进行了展望。半导体制冷又称为热电制冷或温差电制冷。它主要是帕尔帖效应在制冷技术方面的应用。这一技术有望比较精准的控制矿井电气设备中大功率电子器件温度,对于减小井下电器安全隐患有着现实的意义。

锥状电臂半导体制冷器工作参数的理论分析

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。