CN204289538U - 一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，包括冷台，陶瓷基片，导流片，导热板，散热水箱，两级大功率半导体制冷元件NP组合，单级大功率半导体制冷片三片组合。工作时，冷台通过两级大功率级制冷组件把热量传导导热板，再由单级大功率半导体制冷片三片组合将热量传给散热水箱，最后热量通过冷却水把热量带走，从而使冷台快速得到最低的温度，实现最大的温差。本实用新型可代替现有的低温试验仪器，在石油、医疗、冶金、军事等领域得到广泛的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体温差热电制冷制热技术，具体的说是一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台。
背景技术
材料是当今世界的三大支柱产业之一，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步，材料的发展更是日新月异，新材料层出不穷，其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴的热门材料。其实半导体制冷技术早在二十世纪三十年代就已经出现了，但其性能一直不尽如人意。
目前半导体制冷行业生产的半导体制冷组件有一组NP电偶对、上下各一片陶瓷基片和导线组成，主要应用于车载冰箱、饮水机、恒温酒柜等行业，冷热面最低温度在0度左右。要想快速得到大功率制冷到更低的温度，必须采用水冷、多级组合结构方式，结构简单体积小，携带方便，制冷速度快，制冷深度可到-80℃以下。传统制冷设备的制冷方式：体积大，安装不方便，制冷深度不够。产品可代替现有的低温试验仪器，在石油、医疗、冶金、军事等领域得到广泛的应用。
一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台具有以下几个优点：
(1)无机械传动部分，工作中无噪音，无液、气工作介质，因而不污染环境，制冷参数不受空间方向以及重力影响，在大的机械过载条件下，能够正常地工作。
(2)通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率和制冷深度，通过切换电流方向，可使制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于控制温度。
发明内容
本实用新型克服现有技术的不足，提出一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台。
一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，包括冷台，陶瓷基片，导流片，导热板，散热水箱，两级大功率半导体制冷元件NP组合，单级大功率半导体制冷片三片组合。所述的散热水箱位于整个冷台的底座位置，从下至上依次为单级大功率半导体制冷片三片组合，导热板，陶瓷基片，两级大功率半导体制冷元件NP组合，陶瓷基片，冷台。
所述的冷台、导热板、散热水箱均采用铜质(或铝制)材料，导热性非常好。
所述的两级大功率半导体制冷元件NP组合，陶瓷基片采用双面金属化的设计方法，用于焊接导流片和NP电偶对。上下板之间通过导流条，把各电偶对通过串联方式连接在一起每一级之间，NP电偶对数的合理分配，串联焊接在上下陶瓷基片上。陶瓷基片表面的涂层与冷台和导热板之间均采用焊接方式，组合在一起。
所述的单级大功率半导体制冷片三片组合，采用三片单级的大功率半导体制冷片做为两级大功率半导体制冷元件NP组合的散热层，表面涂导热硅脂与导热板和水冷散热水箱之间采用机械方式用螺钉固定在一起。
工作时，冷台通过两级大功率级制冷组件把热量传导导热板，再由单级大功率半导体制冷片三片组合将热量传给散热水箱，最后热量通过冷却水把热量带走，从而使冷台快速得到最低的温度，实现最大的温差。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1是一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台正视图。
图2是一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台左视图。
其中，1-冷台，2-陶瓷基片，3-导流片，4-导热板，5-散热水箱，6-两级大功率半导体制冷元件NP组合，7-单级大功率半导体制冷片三片组合。
具体实施方式
参见图1以及图2，一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，包括冷台1，陶瓷基片2，导流片3，导热板4，散热水箱5，两级大功率半导体制冷元件NP组合6，单级大功率半导体制冷片三片组合7。所述的散热水箱5位于整个冷台1的底座位置，从下至上依次为单级大功率半导体制冷片三片组合7，导热板4，陶瓷基片2，两级大功率半导体制冷元件NP组合6，陶瓷基片2，冷台1。
所述的冷台1、导热板4、散热水箱5均采用铜质材料，导热性非常好。
所述的两级大功率半导体制冷元件NP组合6，陶瓷基片2采用双面金属化的设计方法，用于焊接导流片和NP电偶对。上下板之间通过导流条，把各电偶对通过串联方式连接在一起每一级之间，NP电偶对数的合理分配，串联焊接在上下陶瓷基片2上。陶瓷基片2表面有涂层与冷台1和导热板4之间均采用焊接方式，组合在一起。
所述的单级大功率半导体制冷片三片组合7，采用三片单级的大功率半导体制冷片做为两级大功率半导体制冷元件NP组合的散热层6，表面涂导热硅脂与导热板4和水冷散热水箱5之间采用机械方式用螺钉固定在一起。
工作时，冷台1通过两级大功率级制冷元件NP组合6把热量传导导热板4，再由单级大功率半导体制冷片三片组合7将热量传给散热水箱5，最后热量通过冷却水把热量带走，从而使冷台1快速得到最低的温度，实现最大的温差。
Claims (4)
1.一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，包括冷台(1)，陶瓷基片(2)，导流片(3)，导热板(4)，散热水箱(5)，两级大功率半导体制冷元件NP组合(6)，单级大功率半导体制冷片三片组合(7)，所述的散热水箱(5)位于整个冷台(1)的底座位置，从下至上依次为单级大功率半导体制冷片三片组合(7)，导热板(4)，陶瓷基片(2)，两级大功率半导体制冷元件NP组合(6)，陶瓷基片(2)，冷台(1)。
2.根据权利要求1所述的一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，其特征在于，所述的冷台(1)、导热板(4)、散热水箱(5)均采用铜质材料，导热性非常好。
3.根据权利要求1所述的一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，其特征在于，所述的两级大功率半导体制冷元件NP组合(6)，陶瓷基片(2)采用双面金属化的设计方法，用于焊接导流片和NP电偶对，上下板之间通过导流条，把各电偶对通过串联方式连接在一起每一级之间，NP电偶对数的合理分配，串联焊接在上下陶瓷基片(2)上，陶瓷基片(2)表面有涂层与冷台(1)和导热板(4)之间均采用焊接方式，组合在一起。
4.根据权利要求1所述的一种水冷式大功率半导体制冷低温冷台，其特征在于，所述的单级大功率半导体制冷片三片组合(7)，采用三片单级的大功率半导体制冷片做为两级大功率半导体制冷元件NP组合的散热层(6)，表面涂导热硅脂与导热板(4)和水冷散热水箱(5)之间采用机械方式用螺钉固定在一起。
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