半導(dǎo)體制冷在投影儀散熱中應(yīng)用的前景

　　并非所有半導(dǎo)體材料[5]都能制作半導(dǎo)體制冷器，這里所說的半導(dǎo)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(fù)雜的化合物半導(dǎo)體，如P型的Bi2Te3-Sb2Te3、AgTiTe、AgCuTiTe及N型的Bi-Sb合金等。衡量半導(dǎo)體材料熱電性能的系數(shù)用Z表示，稱為優(yōu)值系數(shù)。它是一個與材料的溫差電動勢率、電導(dǎo)率、電阻率、熱導(dǎo)率（包括晶格熱導(dǎo)率、電子熱導(dǎo)率）相關(guān)的綜合參數(shù)，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(dǎo)體材料的Z值還與溫度有關(guān)，溫度不同Z值也不同。

　　3 半導(dǎo)體制冷的特點

　　與傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式、蒸氣噴射式和吸收式制冷等技術(shù)相比，半導(dǎo)體制冷具有以下特點：不使用制冷劑、不污染環(huán)境，綠色環(huán)保；體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)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(huán)境下運行；制冷系統(tǒng)無機械轉(zhuǎn)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(fā)電能力，在制冷組件兩面建立溫差可產(chǎn)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(xiàn)可控調(diào)節(jié)。

　　4 半導(dǎo)體制冷應(yīng)用于投影儀展望

　　投影儀產(chǎn)生的熱量最主要來自于燈泡。無論是傳統(tǒng)的金屬鹵素?zé)襞?，還是UHE、UHP等冷光源燈泡，在使用過程中都會發(fā)出很多熱量，而投影儀設(shè)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(xù)使用，導(dǎo)致燈泡溫度太高。一旦溫度達到該區(qū)域工作臨界點以上，此時投影儀內(nèi)部的保護程序?qū)⒈粏?，自動關(guān)閉投影儀，進入休眠狀態(tài)而無法正常工作。

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

　　考慮的主要問題有：半導(dǎo)體冷端易結(jié)露和熱端散熱。針對冷端結(jié)露問題將制冷片設(shè)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(jié)露，也能很快被燈泡和供電元件散發(fā)出的熱量迅速蒸發(fā)掉。熱端可以附加1個熱管，保持半導(dǎo)體在正常的溫差下工作。

　　現(xiàn)在半導(dǎo)體制冷技術(shù)已在軍事、科學(xué)、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、生化和日常生活用品等許多領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，特別是隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展以及對環(huán)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(dǎo)體制冷技術(shù)呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。與常規(guī)蒸氣壓縮制冷相比，半導(dǎo)體制冷具有重量輕、尺寸小、無運動部件及可靠性高等優(yōu)點，但也存在制冷系數(shù)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(shù)前景是可行的。