|  ---热电冷却系统问世已经很久了，但到目前为止它们仍是不用空气或压缩机进行电路冷却的最有效方式。它们的工作原理是什么？怎样使用？如何为具体的应用选择合适的热电器件？
珀耳帖效应
---热电冷却的物理基础是珀耳帖效应。流经两种有不同传导性的半导体材料的电子在通过一种材料时会吸收周围的热量，在通过另一种材料时会释放热量。
---通过适当的设计，可以用这些材料制成一侧热一侧冷的小模块。仅靠这种热电模块也许不适合多数冷却应用，但它们却是热电冷却系统的核心。加上散热片、风扇、鳍片、冷却片、水套等，可以用热电器件制成空调器、水冷却器和冷却片，见图1。 比较：常规制冷
---因为热电冷却属于固态制冷，所以有紧凑、耐用的优点。与蒸汽循环制冷系统相比，热电冷却器没有活动部件（除风扇外），没有流体，不需要笨拙的管道和机械压缩机。这种坚固性允许热电冷却用在不能采用常规制冷的地方，如热电冷却片被用于冷却安装在喷气式战斗机翼尖的无线电设备。精确的尺寸和重量要求及苛刻的超重状态不能使用常规制冷方式。
---热电器件还有一个能比常规制冷控制更小温度范围的优点。热电器件可以把目标温度控制在±1℃或更小的范围，而常规制冷的温度波动在几度摄氏的范围。
---不幸的是，模块往往价格昂贵，限制了它们用在需要1kW/h以上制冷能力的应用中。热电模块两侧可以达到的最大温差也有限。不过，在需要高温差的应用中，模块可以通过一个摞一个的方式连在一起。一个模块的冷端是另一个模块的热端，用这样的方式可以获得较低的温度。 机箱冷却
---除模块本身外，今天制造的大多数热电器件也许是空调器。热电空调大部分用于机箱冷却，特别是电子设备机箱的冷却。这些空调器通常是为直接安装在机箱壁设计的，这样可以在空调器和机箱之间形成严格的密封。因为热电技术的固态性，这些空调器在机箱和周围环境之间不交换空气或其他物质。如果必须把精密电子仪器或特殊材料保留在恶劣的环境，这可能是一个重要的有利条件。
---机箱的尺寸、热负荷和环境条件有很大的不同，被热电空调器冷却的机箱有环境试验箱、船用冰箱和ATM等多种应用。用这种方法冷却计算机电路板卡尤其普遍，如通过与微型热电冷却片直接接触来冷却个人电脑芯片。
---热电空调器还适合Class 1 Division 1（含）以上的危险环境。这种器件必须设计成即使工作在有爆炸性气体的环境也不会导致爆炸。这种器件不能有风扇，因为旋转的扇叶可能会产生静电。 参数选择
---由于热电冷却器常被用于冷却机箱，所以某些材料的选择常围绕这个应用。对热电冷却器的选择取决于某些技术参数。特别是工程师需要了解机箱的表面积、机箱的理想温度、环境温度、机箱的隔热能力和机箱内的有源负荷。
---实际上，热电器件的选择现在非常简单。多数冷却器制造商在他们的网站有可供免费下载的“尺寸计算软件”。在提示用户输入所需的全部数据后，这类软件运行全部必要的计算并推荐一个或多个适用的产品。
---此外，还可以通过性能曲线选择热电器件。性能曲线描述不同温差值下的泵热能力。使用性能曲线需要工程师对冷却器的散热能力有一定的了解。并不是所有厂商都用同一种方法衡量产品性能，因此在比较不同厂商的数据时要当心。
---无论是通过尺寸计算软件还是通过比较性能曲线进行选择，工程师都要对热电冷却器安在哪里和如何安装有一定了解，如把热电空调器直接安在机箱壁上，它们也许不会侵占机箱空间。此外，热电空调器一般没有方向性，除一些液体冷却器外，热电技术没有上下左右之分，因此热电空调器可以用在机箱的上、下或任何一个侧面。
---热电器件的功率需求有很大的不同。虽然模块本身只能工作在直流下，但空调器、液体冷却器或冷却片既能工作在直流下，也能工作在交流下，可用的电压和频率范围也很广。即使功率规格不常见，热电器件通常也能配合使用。  注意额定值
---在比较热电器件时，清楚机箱温度和环境温度之间的理想温差是重要的。按惯例，热电器件的额定温差通常为0℃，即机箱温度和环境温度平衡。实际应用常要求负温差，即机箱温度比环境温度低。而要求机箱温度高于环境温度的应用不太常见。
---多数情况下，这类冷却通常用敞开机箱或安装风扇来实现。不过，如果一个应用既要机箱保持密封，还要维持在某个温度以上（如高于露点温度），那么也许需要高于环境温度的主动冷却。
---在选择热电冷却器时，工程师要当心，不要受器件额定值误导。冷却器的散热量和机箱与周围环境的温差有关，见图2。
---任何给出0℃温差下的性能额定值的冷却器在20℃温差下会获得更高的性能额定值，因此在比较额定值相同的产品时必须当心。严格和一致将带来最一致和可靠的结果。
（李维译） | 
