半導體制冷在投影儀散熱中應用的前景

　　并非所有半導體材料[5]都能制作半導體制冷器，這里所說的半導體材料不是人們熟悉和常見的制造二極管、三極管等電子器件的硅（Si）或鍺（Ge），而是相對復雜的化合物半導體，如P型的Bi2Te3-Sb2Te3、AgTiTe、AgCuTiTe及N型的Bi-Sb合金等。衡量半導體材料熱電性能的系數用Z表示，稱為優值系數。它是一個與材料的溫差電動勢率、電導率、電阻率、熱導率（包括晶格熱導率、電子熱導率）相關的綜合參數，其量綱為K-1。上述幾種材料的Z值在3×10-3K-1左右。Z值越大，說明材料的熱電性能越好，制作的制冷器在相同條件下的制冷效率就越高。此外，同種半導體材料的Z值還與溫度有關，溫度不同Z值也不同。

　　3 半導體制冷的特點

　　與傳統的蒸氣壓縮式、蒸氣噴射式和吸收式制冷等技術相比，半導體制冷具有以下特點：不使用制冷劑、不污染環境，綠色環保；體積小、重量輕、結構簡單、容易操作；可只冷卻某一專門元件或指定空間；可在失重或超重等極端環境下運行；制冷系統無機械轉動，所以無噪音、無磨損、運行可靠、維護方便；便于通過改變電流方向達到冷卻和加熱的不同目的；具有發電能力，在制冷組件兩面建立溫差可產生直流電；冷卻速度不僅快，而且便于通過工作電流大小實現可控調節。

　　4 半導體制冷應用于投影儀展望

　　投影儀產生的熱量最主要來自于燈泡。無論是傳統的金屬鹵素燈泡，還是UHE、UHP等冷光源燈泡，在使用過程中都會發出很多熱量，而投影儀設備本身的體積小，熱量很集中，整個投影儀75％的功率都耗散在這個小小的燈泡上。如果長時間地連續使用，導致燈泡溫度太高。一旦溫度達到該區域工作臨界點以上，此時投影儀內部的保護程序將被啟動，自動關閉投影儀，進入休眠狀態而無法正常工作。

　　鑒于半導體制冷的特點，可以研制一種半導體制冷器，將其放置在投影儀的燈泡底部或側面。

　　考慮的主要問題有：半導體冷端易結露和熱端散熱。針對冷端結露問題將制冷片設計成特殊的凹槽形狀，延展了制冷片的面積，即使制冷片有輕微結露，也能很快被燈泡和供電元件散發出的熱量迅速蒸發掉。熱端可以附加1個熱管，保持半導體在正常的溫差下工作。

　　現在半導體制冷技術已在軍事、科學、航空航天、工業、農業、醫療衛生、生化和日常生活用品等許多領域得到較廣泛的應用，特別是隨著我國經濟建設的快速發展以及對環境保護越來越高的要求，逐步禁止污染大氣、破壞臭氧層的氟利昂作為制冷劑，使半導體制冷技術呈現廣闊的應用前景。與常規蒸氣壓縮制冷相比，半導體制冷具有重量輕、尺寸小、無運動部件及可靠性高等優點，但也存在制冷系數低、成本高等問題。研制一種小型制冷裝置，以解決投影儀光源等核心部件因超溫睡眠而無法正常工作的技術前景是可行的。