TW421984B - Thermoelectric cooling with dynamics switching to isolate heat transport mechanisms - Google Patents

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^984-^ 4 經濟部令央標準局员工消费合作社印製 A7 _____ 87 五、發明説明（1 ) 相互春看有關申請案 本申請案與：在__之時提出申請，並指定給本申 請案之受讓人，序號第—__號（IBM檔案號第AT9-97- 7 10號）的共同待審美國專利申請案有關。 發明領域 本發明通常與冷卻系統有關。更特別的是，將本發明指 引到：經由選擇性切換式電源以及選擇性切換式熱輕合概 念和組態的應用’因而達到高相對效率之熱電冷卻的系 統0 -- 發明背景 次周圍溫度冷卻照慣例是經由基於氣體/液體蒸汽壓縮 的諸多冷凍循環加以達成的，該循環是使用氟利昂式 (Froen type)冷凍劑（refigerants)來建構熱傳遞的。這種冷凍 系統被廣泛地使用於冷卻住宅，食物，以及車輛》次周圍 iatt度冷卻也常和諸如大型電腦（mainfranie computers)的主 要電子系統使用。雖然蒸汽壓縮冷卻可能是非常有效的， 但是它需要一些重要的活動硬體，最少要包括：—壓縮 機，一冷凝器（condenser)，一蒸發器，以及有關的冷卻劑 傳遞管道裝置（coolant transfer plumbing)。在譬如説是個人 電腦的小型冷卻應用中，由於複雜性及有關聯的高成本， 已經發覺蒸汽壓縮冷卻實質上不被接受。 當溫度減小時CMOS(互補金屬氧化物半導體）邏輯電路 就能夠更快地操作之事實’已經爲人所熟知至少有十年之 久。譬如説，若CMOS邏輯裝置都在_5〇。〇操作，則效能會 -4- 本纸張尺度適用中國國家標挛（CNS )，\4规格（210X 297公^ " ~~~ — .. ϊ J^私 I. 、1τ—结 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 421984 A7 B7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印裝 五、發明説明（2 比在室内周圍溫度操作改善百分之五十（5()%)。在]% 圍内的液&氮操作溫度，已經證明會有百分之二百（細％) 的效能改善。已經證明相似利益會因積體電路佈線而自然 產生’其中：積體電路在_抓操作和在室内周圍溫度操作 比較起來，金屬佈線電阻就會以2的因數減少。這項改呈 與取近科技上的犬破互爭短長，該項突破是：在積體電路 中使用銅侔線以減少互連電阻，並藉以有效地增加可達到 的操作頻率/於是，諸如場效電晶體之積體電路邏輯裝 置、’以及互連佈線的次周圍溫—度操作能夠大幅改善積體電 路效》因而留有如何方尤；庚说- 不遞減尺寸和大幅減低成本環境的 諸多限制中達成這種冷卻的問題。 ^冷邻疋一項替換性選擇，已經發覺某種用法會產生 緊密尺寸（普遍使用的帕耳帖裝置。在冷卻操作是全固態 式方面Φ白耳帖裝置熱電冷卻也是非常可靠的。熱電冷卻 的主要負面觀點是無效率’其卡：對於在吸熱器與周圍溫 度種㈣標稱溫度降差而言，—種帕耳帖裝置冷 卻系統故率》—"般只右太八·> 百在百分&二十（2〇%)的範圍内。嬖 如説’在〇。°之次周圍溫度下’要以-瓦的速率加以冷 卻’就必須用5瓦的電力來供給帕耳帖冷卻系統。當傳遞 的熱量增加時’耗散進入周園空氣中的總功率就會要求大 型對流裝置和高輸出功率供電電路。因此，已經不會將帕 耳帖裝置熱電冷卻考慮成用來改善積體電路效能的—種可 廣泛應用的科技。 要瞭解本發明如何改善熱電冷卻效率，就需要瞭解帕耳 本紙伕尺度適用中國國家標丰（CNS ) Λ4規格（2Ι0Χ297公祛 汾衣------'π------^ (請先閱讀背面之：tt意事項再填荇本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作杜印裝 4 ? 1 9 8 4 1¾ Α7 ___ 15/ 五、發明説明（3 ) 帖裝置熱電冷卻爲什麼是無效率的，帕耳帖裝置是由諸 如：碲化鉍（bismuth telluride)或碲化鉛（lead telluride)的半 導體材料所製造的。雖然一些新的材料目前正在多所大學 中加以評估，但是它們都還沒有具體成果β與兼具高電導 率和熱導率（thermal conductivity)的諸多正常材料相對照， 一些常用的帕耳帖材料都會展現非常高的電導率和相對低 的熱導率。在操作上，帕耳帖裝置會將電子從在溫度τ冷下 之一吸熱器傳送到在溫度τ熱下之一散熱B(h〇t sink)，以7回 應在帕耳帖裝置兩端上所形成-之一電場。然而，有一些影 響帕耳帖裝置效率的其它機構，哪些機構會降低從吸熱器 到散熱器的淨熱能傳輸。 圖1概略地顯示：一種傳統式帕耳帖熱電元件（TE) !，其 中在_負載電流3之時，直流電源供給器2會在TE丨兩端建 立電場。想要的熱傳遞是從在溫度τ冷下的吸熱器4到在溫 度丁熱下的散熱器6。如在圖丨之方程式中所指示的，被傳 逆的淨熱能由三要素所組成，第一要素表示是帕耳帖效應 (熱電）促成的，第二要素定義負的焦耳熱效應，而第三要 素則定義負的熱導率效應。熱電分量由：席貝克係數 (seebeck coefficient)，操作溫度（τ冷）以及施加電流所組 成。焦耳熱分量反映大約一半的焦耳熱傳到吸熱器，而其 餘的則傳到散熱器。最後，可歸因於熱傳導之負的分量表 不：從散熱器到吸熱器，經由帕耳帖裝置的熱流，如帕耳 帖裝置之熱導率所定義的。參看方程式（1)。 ⑴ 9=汉 τ冷 I - I/2l2R - ΚΛΤ -6- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 210x1^^ -— ----- ---------丨裝------訂------線 {諳先聞讀背面之ixt事JJ再¾¾本I j ^219 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 由於熱傳輸之熱電分量的增加與電流成正比，而焦耳熱的 增加與電流的平方成正比，以及熱傳華係與散熱器到吸熱 器的溫差成正比；故而方程式明顯地反映帕耳帖裝置變得 無效率有多快。 方程式（2)定義針對帕耳帖裝置之一效能係數《該係數是 在低溫下被傳送的淨熱能與在帕耳帖裝置中所消耗的功率 之比。就一典型的碲化鉍材料帕耳帖裝置而言，效能係數 小於0.3 « ⑵ η = α Τ 冷工' HI=R - ΚΔΤ I2R + αΙΔΤ 注意··方程式（2)的分子表示帕耳帖裝置的淨冷卻能力。方 程式（2)的分母則·表示由外部電源2所提供的總能量。稍早 描述了分子中.的個別要素在分母中的第一項是總焦耳 熱’而第二項則是：在將能量從Τ冷吸熱器移動到Τ無散熱 器中’由帕耳帖裝置所作的熱能傳輸功。根據這項關係， 由万程式（3)顯示在圖1之组態中的可能最大效能係數。

經瀠部中央標準局只工消贽合作社印狀 如万程式（4)中所宣示的，可以用席貝克係數α，電導率 α以及熱導率λ來表示參數r ° -7- 本..氏張尺度4用中囷囤家標準（) ϋ ( 2|〇x297公於 421 9c A7 --------____b! 五、發明説明（5 )-

經濟部中戎標嗥局Μ工消费合作社印製 1+T T · ,= \jl^ZT /王意.在万程式（3)中的第一因素是卡諾（Carnot)效率， 它是針對在兩個溫度散熱器T冷與T熱之間的任何熱系（heat Pu_操作的可能最大效率。第二因素表示非理想式熱電 冷卻也可以用—品質因數（figure of merit)Z亍來描述其特 性。注意：當 7* -_>Q〇 時，” ^χ_·>(Τ〜ΔΤ) 0 ^到現在，要發展出—種產生高ΖΪ値的熱電材料已經是非 桌困難的。熱電冷卻器的—些普遍性材料就是：碲化鉍 (BisTe3)和碲化鉛（PbTe)。這些材料在室溫下都具有大約 0.3的Z亍値。在多所大學中的最近研究工作已經證明·在 碲化鉛量子井（quantum weIls)及多晶格（mu]tilauic叫方 面’ ΖΪ値趨近於1是可能的。然而，即使利用這些材料， 熱電冷卻也無法和機械式蒸汽壓縮冷卻系統競爭。 帕耳帖裝置冷卻的另一限制是：可達到的低於周圍溫度 之有限溫度偏移（excursion)。該限制起源於溫度間距（span) 是由效率所限制的事實，當溫度差動（trmperature differential)增加時，一參數會很快地降低。由方程式（5)顯 示可能最大溫度差動Tmax。 ’(5) ' ATmax=l/2ZT2^ 對於具有大約0.3之Ζί値的碲化鉍而言，在300。κ時， max 是 45° K。 於是’有許多關於效率和差動溫度之非常基本的限制， 對於次周圍溫度冷卻應用而言，它們會限制一些傳统式熱 -8 - 尺度剌巾關糾:專（CNS) Λ4^ ( 210X297^^ ) (請先閱讀背面之注意事^再填艿本S ) 裝_

S1T A 7 B7 五、發明説明（6 ) 電元件的使用。 發明概要 藉著將動態凋變方法（dynainic modulation)應用到電源及 分別連接熱電元件到電源供給器和吸熱器的導熱路徑，本 發明會克服傳統式熱電元件冷卻的諸多基本限制。 在一種型式中，本發明與一種熱電冷卻裝置有關，該裝 置包括：第一標稱溫度的第一散熱器；第二標稱溫度的第 一散熱器，第二溫度相對大於第一溫度；連續耦合到第二 散熱器足一熱電元件；用來將-熱電元件之—熱耦合選擇性 切換到第一散熱器的裝置；以及用來選擇性切換在熱電元 件兩端之一電壓的裝置。 M濟部中央標準局負工消资合作社印¾ -----------^-- (諳先閱讀背面之拉意事項再填巧本頁) 丁 -1° 在另種型式中，本發明與一種熱電冷卻裝置有關，該 裝置包括.第一標稱溫度的第一散熱器；第二標稱溫度的 第=政泌器，第二溫度相對大於第一溫度；第二標稱溫度 的第三散熱器，以電方式將第三散熱器和第二散熱器隔 離；熱核合到第二散熱器的第一熱電元件；熱輕合到第三 散熱器的第二熱電元件：用來將第—和第二熱電元件之一 熱韓合選擇性切換到第一教熱器的裝置；以及用來選擇性 切換在第#第二熱電元件兩端之—電壓的裝置。 在又㈣式中，纟發明與—種用來操作一熱電冷卻裝 置，方法有關，m裝置具有：可以在第一標稱溫度下操作 •的第散扁咨.可以在相對大於第—標稱溫度的第二標稱 /m度下知作的第二散熱器；以及耦合到第二散熱器之一熱 電元件；該方法包括以下步驟：經由—連續耗合，將熱能 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規彷（210X297公及 經濟部中央標準局另工消费合作社印製 A7 __E7 五、發明説明（7 ) ~ _ 從熱電凡件傳送到第二散熱器；選擇性切換在熱電元件與 第一散熱器之間的熱能傳輸；以及選擇性致能在熱電元件 兩端之一電壓。 在又一種型式中，本發明與—種用來操作一熱電冷卻裝 置的方法有關，該裝置具有：可以在第—標稱溫度下操作 的第一散熱器；可以在相對大於第一標稱溫度的第二標稱 溫度下操作的第二散熱器；可以在第二標稱溫度下操作的 第二散熱器，它和第二散熱器呈現電隔離；熱耦合到第二 散熱器的第一熱電元件；以及-熱石到第三散熱器的第二熱 電元件·’該方法包括以下步驟：經由一連續耦合，將熱能 從第一熱電元件傳送到第二散熱器；經由—連續耦合，將 熱能從第二熱電元件傳送到第三散熱器；選擇性切換在第 一和第二熱電元件與第—散熱器之間的熱能傳輸·，以及選 擇性致能在第一和第二熱電元件兩端之一電壓。 在本發明的一種特別型式中，將諸多互補雜質型式 (complementing impurity type)熱電元件以電氣串聯方式連 接，並由乂換式電壓脈衝來供電。將諸多熱電元件熱耦合 到在k處的些個別電隔離散熱器，並從它們各個冷端 之一共接點加以熱耦合到選擇性建立一條到吸熱器的熱路 徑之一熱開關。電開關和熱開關之具有選擇性但同步性操 作，會以一種超過這熱電元件之靜態模式操作的效率來提 供：從吸熱器，，經由熱開關，並經由熱電元件對，到各個 散熱益的熱能傳輪。瞬態原理（transient principles)的使用 會容許熱電熱傳輪機構與熱傳導和焦耳熱機構的相斜隔 ---------裝------訂------線 (請先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) 五、發明説明（8 A7 B7 離。效能絲預期切近於切 基於考慮在下文中所描述的諸:： 底瞭解及察覺纟發㈣這些和其a砰細實施w，將會更徹 /圖1概略地緣 冷卻系統。 它特點 種傳統切靜態操作 的帕耳帖裝置 圖2概略地繪示：本發明的— 施例。 早 圖3概略地繪示：本發 實施例。 開關，單熱電元件實 月的種單熱開關，雙熱電元件 圖4概略地繪 的相對時序圖c 示：電源、以及由圖3中的實施例傳輪之熱 能 經濟部中央標4'-局Κ工消费合作社印裝 圖5概略地缯示：在圖3中的错A ea 闻·^ T的早熱開關組態的一種閉迴路 建構例。 圖6概略地缯示：—種微椹雷5 戍 ％ 糸統（microelectromechanicalsystems，簡稱MEMS)裝置。 17以概略橫截面圖方式緣示：諸多mems裝置及帕耳姑 式熱電元件的陣列。 圖8概略地繪示：可能被用來次周圍溫度冷卻積體電路 和電子模組的一種熱電冷卻器。 圖9概略地繪π :將本發明擴充使用於—種食物冷凍系 統。 -圖1 0概略地繪示：當應利用各種住宅和運輸工具時，本 發明的諸多可能應用和利益。 11 本紙张尺度適用中國團家標準（CNS ) 坭格（2Ι0Χ297公兮） 扣衣------.π------0 (請先閱禎背面之注意事項再填荇木莧) 2 經"-部中央標窣局只工消费合作社印裝 4 A7 B7 五、 1984 發明説明（9 11概略地繪示：應用—種小型熱電冷卻器，以便局部 冷卻積體電路晶片之—被選擇部份。 較佳實施例之描诫 本發明的概念基礎涉及將熱導率與電導率之間的相依性 (dependency)加以隔開；直到此時，相依性已經限制傳統 式熱电元件熱傳遞的溫度差動和效率。精確地説，g的是 將促成在圖1中所載明的淨熱傳遞關係的諸多元件加以有 效地隔離；藉著諸多熱電開關的使用，以便在將焦耳熱和 傳導熱傳遞減到最小之時，以-動態方式使熱電熱傳遞增到 最大。藉由同步施加在熱電元件兩端的脈衝電壓以及在熱 電元件之冷端與吸熱器之間的切換式熱導率耦合，熱電元 件瞬態效應都被用來增加效率。在一種較佳構例中，使用 諸多微機電系統（MEMS)熱開關來達成熱導率的切換，其 中.多重微小熱電元件以及有關的MEMS熱導率開關都被 用來增加熱傳遞容量。 圖2概略地繪示：本發明的一種最少元件組態。熱電元 件1經由具有熱傳遞q之一熱路徑被連續地耦合到散熱器 6。根據施加電壓及回應性熱傳遞的看法，經由熱開關7，° 將熱電元件1的對邊加以熱耦合到吸熱器4。如圖2中所具 體實施的，開關7也會傳導電流；當開關7被關閉時，就會 容許在熱電元件I兩端施加電壓2。在一循pEt , «衣（開始時，由 於熱耦合到散熱器6，故而熱電元件1是在τ τ 〜仕丄熱下。開關— 經脈衝式閉合，熱電元件1就會在熱端8與冷姓 ?响9又間很快 地建ϋ —種相對溫度差動，該溫度差動會容 今奇經由熱開關 -12- 本纸張尺度適用中國围家標华（CNS )以规格（210X29V公筇） ^------ΐτ------.^ (#先閱讀背面之·"意事項'#填碎本頁) 421 98 4 A7 B7 五、發明説明（10 ) —~ 7之來自吸熱器4的熱傳遞。然而、關於時間，在熱電元件 1内的焦耳熱效應會提高熱電元件i的羊均溫度，使得嗤由 熱電元件1的淨熱傳遞開始減少。此時，開關7被開啓，因 而斷開電源和熱耦合。在開關失效(disablement)之時，在 熱電元们中的殘餘熱能會提高溫度，足以提供：在熱電 疋件1中與散熱器6之間的—種指數性衰減（decayin幻熱傳 遞。當熱電兀件1的溫度已經冑減到趨近於散熱器6的溫度 時，就會重複該循環。操作的瞬態特性受以下事實之约 束：一收到相對電壓，就會立.即發生熱電熱傳遞；而焦耳 熱及隨後的熱件傳導損耗則都是延料效應 effects)。於是，本發明依賴著電和熱傳導之不同的時間刻 度和時問常數。 如參考圖2所描述的，針對改善效率的基本概念會展現 一，不太顯著但仍然重要的無效率促成因素（c〇ntribut〇rs) 。最顯著的—些因素是：當開關被關閉時，在開關7中的 焦耳熱；當開關處在一種開啓狀態中時，經由開關7的熱 導損耗；以及導因於熱電元件1之熱容量的熱損耗。 經濟部中央標4'-局员工消资合作社印¾ 一種詳細的瞬態分析會提供：導因於熱電元件之熱容量. 的熱損耗大約等於傅立葉（F〇urier)熱導項。因此，由方程 式0)更完全地描述：如方程式（2)所稍早宣示的效能係數 表示式。 ⑹ ，αΐ T冷-- Κ,ΔΤ - ΚΔ^ Πι =______ ο:ΙΔΤ ΤΤ2 (R + R j ~·^- -13- 本紙張尺度適財SSU.:彳棘（CiSS ) Λ4賴 (2ΙΟΧ 297·：.>$ ) 碱 A7 B7 五、發明説明（11 ) 在方程式（6)中，Rs和Ks兩項是開關的ON(接通）電阻和 OFF(斷開）熱導。通常可以使開關的on電阻Rs變得很小， 但卻犧牲了增加OFF熱導Ks。 由圖3中的實施例來顯示一種用來改善效能的方法，其 中：藉由η型和p型熱電元件的明智安置和連接，將電開關 安置在散熱器處。因此，將與電開關有關聯的熱當作故能 係數之一促成因素加以消除。精確地説，這會容許效能係 數被重窝，如方程式（7)中所宣示的。 (7) αΐ Τ 冷-ΚΔΤ Π2 αΙΔΤ 作用是最大效能係數要比：如方程式（3)所精確描述的，與 在圖2中的單開關建構例有關聯的最大效能係數稍微高 些，典型爲20%。參看方程式（8)。 (S) Τ 冷 7-1 ΔΤ 丫+1 雖然在效能係數上的提高並非引人注目的，但就點冷卻 (spot cooling)應用而言，差異則是特別顯著的。關於此 事，注意：如方程式（9)之分子所表示的熱電冷卻器之淨冷 卻功率會指示最大溫度被有故地解除限制。 (9) ΔΤ

T 冷 -14 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公处 ---------私衣------ΐτ------玫： (讀先閱讀背面之ίΐ意事項再填朽本頁} 經濟部中央標準局只工消f合作社印繁 五、發明説明（12 ) 因此，最大溫度差動可以藉由增加電流而顯著地增加； 並且就此而論，對於在矽晶粒（silicon die)上的諸多小型感 測器和特種電路而言，會使熱電冷卻合乎實用。在壓控振 盪器，相位檢測器，混頻器（mixers)，低雜訊放大器，雷 射（丨asers)，光二極體，以及各種材料型式的光電電路中， 這種局部化或點冷卻應用特別有用d至少在理論上，在一 a又限制的應用中，點低溫冷卻（sp〇t cry〇genie 加ure coolmg)是可能的.使用多_重雜質型式熱電元件以及—分 開的電開關會提供：關於效率和溫度範圍的顯著可能性。 圖3中的實施例引入許多有互相關係的改良方法。首 先，使用了多重熱電元件。第二，將施加到熱電元件之電 源的時序與將熱電元件的冷端耦合到吸熱器之熱開關的時 序加以隔離。最後，將熱電元件之冷端連接到吸熱器的開 關只是一熱開關，因而消除任何電傳導電求以及與流經開 關之電流有關聯的焦耳損耗。在圖3中的實施例利用兩個 熱電元件：η雜質型式熱電元件丨丨和p雜質型式熱電元件 1 2。這種组％容許：在藉由熱開關i 8而使各個熱電元件 1 1和1 2的冷端1 6和1 7熱耦合到吸熱4之時，當藉由電開 關1 4致能時得以共用單—電壓源丨3 ^各個熱電元件1〗和 12的熱端19和21都以熱和電的方式連接到各自的散熱器 2 2和2 3，兩個散熱器都是電隔離的，以實踐共享電壓源 1 3的使用。 雖然在圖3中的兩個熱電元件實施例的操作與在圖2中的 -15- h块尺度適用中國困家標準（cns ) ---------裝------訂------線 (請先閱讀背面之往意事項•再填寫本頁) 42198d 經濟部中央標率局負工消费合作社印裝 A7 B7 、發明説明（13 ) " -~~ _ 了电元件貫施例的操作相類似，但是熱開關與電開關 7隔離會提供在定義各自的工作循環（细y ^㈣及切換 5步方面更棒的欠通性（felxiyiity)。雖然電開關1 4和熱開 關18都會以非常短的工作循環來料’並互㈣現相對的 同步操作：但是閉合和開啓循環的時序有可能不相同，端 視兩個熱電元件的瞬態特性以及到散熱器和吸熱器的傳導 路乙耦合而足。譬如説，改良式熱耦合應該建議：電開關 Μ先關閉，自此以後熱開關丨8暫時關閉：稍後電開關i 4 開啓，而熱開關i 8則在電開關丨4開啓稍後才開啓。切換 操作的基本目的是：使從吸熱器4到兩個散熱器23和24的 熱傳遞之效率增到最大。 圖4以繪圖方式概略地繪示：與圖3中之實施例的操作有 關聯的圖解説明電壓和熱能傳輪波形。第一圖顯示：施加 在熱電元件兩端之電壓的脈衝性質。第二圖圖解説明：耗 散進入散熱器中的熱能的熱瞬態和有關聯的衰減。最後一 圖則圖解説明：經由熱開關，從吸熱器中吸收的熱能。在 圖4中的二個圖都是概略圖，它們打算圖解説明一般概 念，而不是描繪詳述的時間相關大小。 圖5概略地圖解説明：在圖3的較佳實施例之—擴充例， 其中電開關1 4和熱開關1 8的致能都被執行，以回應來自 溫度感測器2 4的輸入信號。溫度感測器2 4會提供一輸入 信號給同步控制電路2 6以操作兩個開關1 4和1 8，以回應 在兩個熱電元件的熱端’冷端或兩端處的實際溫度。雖然 兩個開關1 4和1 8的同步性（synchronism)和工作循環特性相 -16- &悵尺度適用中國國家¢( CN：TT^* 210x 297公兑) ~ ---------t-------IT------^ (請先閱讀背面之項再填itT本頁) 經满部中央標嗥^裒工消费合作社印" 42 1 98 4 ' a? B7 五、發明説明（14) 對地保持與針對圖3中之實施例的那些特性相似；但是藉 著使用實際的而不是估計的特性加以操作⑲帛關14和 18，被感測溫度的使用會使效率最佳化。在圖5中的建構 例容許在開關時序方面的調整，以補償諸如在相同冷卻裝 置之環境（context)内的較高散熱器溫度或較低吸熱器溫度 之類的效應。 圖6概略地圖解説明：特別適合於本發明之一代表性微機電系 統（MEMS)熱開關型式的結構。由於^£河8科技仍然在初期 階段，故而繪示於圖6中的-開關只是圖解説明許多種可能 熱開關组態中的一種而已，該组態適合用來提供在熱電元 件與吸熱器之間的一種選擇性熱耦合。使用傳統式積體電 路技術來製造顯示於圖6中的熱開關，以便在矽晶片2 7之 一表面上形成鎳磁鐵（nickel magnets)陣列2 8，它易受在薄 柔軟膜片（thin flexible membranes) 29處的移動而產生輕微 的位移。將電流引入螺旋形線圈3 1中，會產生一種足以朝 著與矽晶片平面垂直之一方向來平移磁鐵陣列的力。在圖 6中的MEMS開關，當開啓時就應該具有一相對低的熱導 率；然而，當因致動而關閉時，則具有一相對高的熱導 率。若圖6中的MEMS裝置是用來達成電和熱兩種切換， 則有可能需要一些改良方法來降低開關的”〇nM(接通）電 阻。 圖7圖解説明：使用MEMS裝置陣列來選擇性建立在一些 帕耳帖式熱電裝置與一吸熱器之間的熱連接。藉由銅導體 34將兩個帕耳帖裝置32和33加以電互連’以複製與共1述 -17- 本紙张尺度適用中國囤家標準（CNS ) /\4坭格u丨0X29·?公泣） , . . ~私衣 . . 訂 · 1.- 線 {锖先閱讀背面之炷意事項再填寫本頁〕 2 經濟部中央標卑局只工消资合作社印褽 之 A7 B7 五、發明説明（15) 於圖3中有關聯的一些功能。在銅層34與兩個MEMS開關 3 6和3 7的磁鐵陣列2 8之間的間隔，預期會在丰微米的標 稱範圍内。這種尺寸預期會容許一種標稱尺寸的電線圈 3 1 (圖6 )初啓開關結構之致動。由於開關循環操作預期會 以幾秒的數級發生，故而與MEMS裝置的仟赫（kilohertz)頻 率切換有關聯的可靠性應該不是一個問題。 參考在圖6和7中的圖解明加以描述的MEMS式熱開關只 疋》午多種可叱熱開關組癌中的一種而已。譬如説，完全預 料的是：在電容性開關結構中-產生的靜電力可能被用來達 成諸多相似目的。所有開關的基本目標是使諸多開關位置 的熱導率桎限値（extremes)增到最大，使得：當開關被關 閉時，在熱電元件與吸熱器之間的熱路徑具有一最大熱 導’而忒開啓開關而言’熱導則是可達到的最小値。 圖7中的描述所描繪的是：本發明的熱電冷卻系统最好 疋由配置成陣列的複數熱電元件和MEMS開關所组成。熱 電元件和開關的多重性保證：在熱電元件和開關材料的^ 寸内’忒能達成作爲本發明基礎的瞬態特性。以特別的方 式陳迷’預期會利用諸多相對小熱容量的熱電元件， 爲帕耳帖裝置’以及諸多相當小的式開Μ，加以曰 有效地達成熱電熱傳遞和焦耳熱與㈣導0 瑕 圖㈣略地綠示：針對本發明的熱電冷卻器之離。。 在此I下’冷卻器坐落在耗散功率進入周圍空氣 散!器，具有諸多電子模組及附著其上的積體電路之 ---------裝-------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 吸 熱器之間。 -18- 經"部中央標準局只工消贽合作社印製 421 984 A7 五、發明説明（16 ) 圖9概略地圖解説明：使用呈現一種擴充陣列形式的熱 电冷卻器來既有效又俐落地操作一種食物冷康設備。描述 本發明特性的高效率及無主要活動零件則有利於熱電冷卻 的遷移：從諸如小型可攜式冷卻器的—些高度選擇性和限 制性應用到實質上在每個家中的諸多主要家電設備。 又有些應用被概略地繪示於圖10中，在尺寸方面，將作 爲本發明基礎的一些概念進一步改良和擴充，以便包含— 些主要的熱傳遞應用，包括：住宅和辦公室冷卻，食物運 輸系統以及自用車輛冷卻。 圖11概略地圖解説明：有點在整個範圍（spectrum)之另 一端的一種應用，其中爲了選擇性冷卻這些被選擇區域以 控制積體電路參數，諸多微尺寸熱電冷卻器都被選擇性接 合到積體電路晶片的一些部份。 本發明之所以具有非常寬廣的可適用性，一部份是因爲 它並不受限於一些特定熱電材料或電子線路組態。本發明 利用脈衝操作式熱電元件的熱力學，結合諸多微小熱開 關，加以隔離熱傳遞特性並達到較高的冷卻效率。 將爲那些熟習於此技藝者所瞭解的是：在上文中所宣示 的實施例，只是可能實行本發明的極多系統佈置中的範例 而已，因此在不背離現在將由所附申請專利範圍加以定義 之本發明的前提下，可能會被—些等效物所代替。 -19- 本紙浪尺度賴巾S§家標準（CNS ) Λ4規；(¾ ( 210X29^^ ---------¢------1T----------.¾ f碕先閱讀背面之注意事項"填5ΪΤ本頁)

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 圍 溫度相對大於第 申請專利範 •一種熱電冷卻裝置，包括： 昂 標租溫度的第一散熱器. 弟 k稱溫度的昂二散熱器，第 遇度； ° 連續耦合到第二散熱器之一熱電元件·， =將熱電元件之一熱耦合選擇性切換到第一散熱器 的裝置：以及 用來選擇性切換在教電元件兩进+ …、仵兩端心—電壓的裝置。 二很據申請專利範圍第I項-所+述的 0 β唧玫的裝置，其中第二散熱器 疋由弟一和第二電隔離部份所組成。 請專利㈣第^所述的裝置，其中用來選擇性 刀換-熱Μ合的裝置和用來選擇性切換—電壓的裝置都 可用功能性同步方式操作。， 4.根據中請專利㈣第2項所述的U，其中用來選擇性 切換一熱耦合的裝置和用來選擇性切換一電壓的裝置都 可用功能性同步方式操作。 5·根據中請專利範圍第3項所述的裝置，纟中熱電元件爲 一帕耳帖裝置。 6.根據申請專利範圍第4項所述的裴置，其中熱電元件爲 —帕耳帖裝置。 7·根據申請專利範圍第1項所述的装置，其中用來選擇性 切換熱輕合的裝置爲一微機電系統（MEMS)裝置。 8.根據申請專利範圍第2項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一熱轉合的裝置爲—微機電系統（Mems)裝置。 20- 本紙掁尺度適用中國國家標準（CNS > A4说格（2I0X297公釐） -----^-----¾------ΪΤ--------^ (請先閲讀背面之注意事贫再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印f 4 4 A8 B8 C3 DS 申請專利範圍 根據申請專利範圍第3項所迷的裝置，其中用來選擇性 切換-熱_合的裝置爲—微機電手統（M廳）裝置。 根據申叫專利釭圍第4項所述的裝置，其中用來選擇性 切換—熱輕合的裝置爲-微機電系統(MEMS)裝置。 根據申4·專利圍第5項所述的裝置，其中用來選擇性 切換-熱轉合的裝置爲—微機電系統(mems)裝置。 12·根據申請專利範圍第6項所述的裝置，其中用來選擇性 換熱輕合的裝置爲一微機電系統（则⑽）裝置。 13.根據申請專利範園第3項.所述的裝置，其中用來選擇性 :換$壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換—熱棵 口的裝1之工作循環相似。 根據申請專利範圍第4項所述的裝置，其中用來選擇性 切換壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換—熱_ 合的裝置之工作循環相似。 15. 根據申請專利範圍第5項所述的裝置，其中用來選擇性 切換％ S @裝置之工作循；裒與用來選擇性切換一熱耦 合的裝置之工作循環相似。 … 16. 根據申請專利範圍第6項所述的裝置，其中用來選擇性 切換-電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換 合的裝置之工作循環相似。 Π.根據申請專利範圍第9項所述的裝置，其中用來選擇性 切換-電壓的装置之工作循環與用來選擇性切換—熱耦 合的裝置之工作循環相似。 … 18.根據申請專利範圍第1〇項所述的裝置，其中用來選擇性 -21 - 表紙張尺度適用中關冬轉（CNS )从祕（2 ω χ 297公羡） t------IT------.il {請先閲讀背面之-注意事如再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印嚷 — 421984 A8 B8 CS DS 經 濟 部 中 央 標 準 員 工 消 費 人 社 印 製 六、申請專利範圍 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換一熱耦 合的裝置之工作循環相似。 19. 根據申請專利範圍第1 1項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換一熱耦 合的裝置之工作循環相似。 20. 根據申請專利範圍第12項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換—熱耦 合的裝置之工作循環相似。 21_根據申請專利範圍第2項所-述的裝置，其中藉由用來選 擇性切換一電壓的裝置，將第一和第二電隔離部份耦合 到一電源供應器。 D :根據申請專利範圍第4項所述的裝置，其中藉由用來選 擇性切換一電壓的裝置，將第一和第二電隔離部份耦人 到一電源供應器。 ° 23.根據申請專利範圍第6項所述的裝置，其中藉由用來選 擇性切換一電壓的裝置，將第一和電隔離部份^ 到一電源供應器。 " 24.根據申請專利範圍第8項所述的裝置 擇性切換一電壓的裝置，將第一和第 到一電源供應器。 25.根據申請專利範圍第1 〇項所述的裝置， 擇性切換一電壓的裝置，將第一和第二 到一電源供應器。 26.根據申請專利範圍第1 2項所述的裝置 其中藉由用來選 電隔離部份耦合 其中藉由用來選 電隔離部份耦合 其中藉由用來選 -22- __

   申請專利範圍 Α8 BS r*o Wu D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 擇性切換一電壓的裝置，將第— 到一電源供應器。 27‘根據申請專利範圍第1 *項所述的 擇性切換一電壓的裝置，將第— 到一電源供應器。 28·根據申請專利範圍第I 6項所逑的 擇性切換一電壓的裝置，將第— 到一電源供應器。 29·根據申請專利範圍第i 8項所述的 擇性切換一電壓的裝置，將第一 到一電源供應器。 30. 根據申睛專利範圍第2 〇項所述的裝置，计 擇性切換-電壓的裝置，將第一和：：：中藉由用來選 到-電源供應器。 ^電隔離部辦 31. —種熱電冷卻裝置，包括： 第一標稱溫度的第一散熱器： 第二標稱溫度的第二散熱器，第二溫度相對大 溫度； 弟一標稱溫度的第三散熱器，以電太々# # 电万式將第三散熱器 和弟二散熱器隔離； 熱耦合到第二散熱器的第一熱電元件； 熱耦合到第三散熱器的第二熱電元件； 用來將第一和第二熱電元件之一熱辑合選擇性切換到 第一散熱器的裝置；以及 和第 裝置 和第 襞置 和第 裝置 和第, 電隔離部份耦合 ’其中 =電隔 ’其中 ~~電隔 ’其中 ~~電隔 藉由用來選 離部份耦合 藉由用來選 離部份耦合 藉由用來選 離部份耦合 t------1Γ------^ (請先閱讀背面之'注意事+再填寫本頁) 23 本纸張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4*見格（2丨0X297公釐） ----— A8 B8 D8 經濟部中央標隼局員工消費合作社，5-製 六、申請專利範圍 用來選擇性切換在第一和第 的裝置^ 熱w件兩端之-電壓 32.根據申請專利範圍第3丨 切換-埶耦a的“二 置’其中用來選擇性 可用功能性同步方式操作末選擇陡切換-電壓的裝置都 33· j申請專利範圍第31項所述的裝置，其中第—和第二 熱电元件都是帕耳帖裝置。 34.^申請專利範圍第33項所述的裝置，其中第一和第二 熱电元件都是相反的雜質型式。 %根料請專利範圍第3 w所述的裝置，其中用來選擇性 切換一熱耦合的裝置爲一微機電系統（Μ E M S)裝置。 36.根據申請專利範圍第32項所述的裝置，其中用來選擇性 刀換煞病合的裝置爲一微機電系統（MEMS)裝置。 从根據申請專利範圍第33項所述的裝置，其中用來選擇性 刀換熱耦合的裝置爲一微機電系統（MEMS)裝置。 8根據申5f)專利範圍第3 4項所述的裝置，其中用來選擇性 切換—熱耦合的裝置爲一微機電系統（MEMS)裝置。 39. 根據申請專利範圍第3 1項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換一熱耦 合的裝置之工作循環相似。 40. 根據申請專利範圍第3 2項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換一熱镇 合的裝置之工作循環相似。 41. 根據申請專利範圍第3 3項所述的裝置，其中用來選擇怪 -24- 本-氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） ^-------ΐτ------^ {锖先閱讀背面之注意事f再填寫本頁) 4 219 l A8 B8 Ci D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 申請專利範圍 切換一電壓的裝置之工作循環與 人& & m 升用术選擇性切換一執鉍 合的裝置之工作循環相似。 …、稱 42. 根據申請專利範圍第34項所述的裳置，其中用來 :換-電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換 口的裝置之工作循環相似。 43. 根據申請專利範圍第35嗔所述的裳置，其中用來選擇性 切換t壓的裝置（工作循環與用來選擇性切換— 合的裝置之工作循環相似。 … 从根㈣請專利範圍第36項_的裝置，其巾用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換—熱耦 合的裝置之工作循環相似* 45·根據申請專利範圍第3 7項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換—熱耦 合的裝置之工作循環相似。 46. 根據申請專利範圍第38項所述的裝置，其中用來選擇性 切換一電壓的裝置之工作循環與用來選擇性切換一熱轉 合的裝置之工作循環相似。 47. —種可以在周圍空氣中操作的熱電冷卻裝置，包括： 用來驅散在高於周圍溫度之一溫度下之熱能的第—散 熱器裝置； 用來吸收在低於周圍溫度之一溫度下之熱能的第二散 熱器裝置； 耦合到第一散熱器並耦合到第二散熱器以傳輸其間熱 能之第一熱電元件； 25- 本紙铁尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210ΧΪ97公釐} ---------t------IT------,ii f請先聞¾背面·¾注意事賞再填寫本頁」 4 :>

   申請專利範圍 用：選擇性切換在第一熱電元件與第二散熱器之間的 锅合之熱導的裝置；以及 用來選擇性致能第-熱電元件的裝置，它與用來切換 熱導的裝置呈現相對功能性同步。 机根據申請專利範圍第47項所述的裝置，其中用來選擇性 切換的裝置爲一微機電系統（MEMS)裝置。 4M艮據申請專利範圍第48項所述的裝置，其中用來致能的 裝置之工作循環相對小於用來選擇性切換的裝置之工作 循環。 .- 50.根據申請專利範圍第47項所述的裝置，其中第—散熱器 裝置由第一和第二電隔離部份所組成。 礼根據申，專利範圍第50項所述的裝置，豸包括第二熱電 =件，第一熱電几件被耦合到第—散熱器裝置的第—部 b，而第一熱電凡件則被耦合到第一散熱器裝置的第二 4伤，並且第二熱電元件也會耦合到用來選擇性切換的 裝置。 52.根據中請專利範圍第5丨項所述的裝置，其中用來選擇性 致能的裝置會切換在第一散熱器之第一和第二部份兩端 上所連接之一電源供應器。 53‘根據申請專利範圍第52項所述的裝置，其中用來選擇性 致能的裝置會切換在第—散熱器之第一和第二部份兩端 上所連接之一電源供應器。 ‘根據申請專利範圍第5 3項所述的裝置，其中用來選擇性 致能的裝置會切換在第一散熱器之第一和第二部份兩端 -26- 本，-氏乐尺度適用令國囤家標準（[Μ ) a规^ (加X別公着） ---------^—— (請先聞讀背面.vj注意事‘項再填寫本頁) %祥部中央%準4er工消費合作祍印製 -訂--------線--- ¢219844 A8 B8 D8 六、申請專利範圍 上所連接之一電源供應器。 55_根據申請專利範圍第4 7項所述的裝置，其 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來 凍系統。 56. 根據申請專利範園第4 8項所述的裝置，其 疋進入周圍2氣中，而熱能之吸收則是來 ;東系統。 57. 根據申請專利範圍第49項所述的裝置，其 是進入周圍空氣中，而熱能-之吸收則是來 康系統。 58·根據申請專利範圍第5 〇項所述的裝置，其 是進入周圍£氣中，而熱能之吸收則是來 凍系統。 59·,據申請專利範圍第5 1項所述的裝置，其 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來 凍系統。 中熱能之驅散 自一種食物冷 中熱能之驅散 自一種食物冷 中熱能之驅散 自一種食物冷 中熱能之驅散 自一種食物冷 中熱能之驅散 自一種食物冷 60’,據’料㈣圍第…請述的裝置，其巾熱能之驅散 ;^進入周圍空氣中， 而熱能之吸收則是來自一種食物冷 ---------1------,玎------.ii (請先聞讀背面.<7注意事t再填寫本页) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裂 凍系統。 β卷申π專利範圍第5 3項所述的裝置，其中熱能之驅散 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種食物冷 ;東系统" 62，才艮撼由土 是…肀4專利範圍第5 4項所述的裝置，其中熱能之驅散 進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種食物冷 27 本紙張尺錢 )A4说格（2[0X297公釐） ABCD 421984 六、申請專利範圍 :東系統。 63, 根據申請專利範圍第47項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 64. 根據申請專利範圍第4 8項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 65_根據申凊專利範圍第4 9項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍立氣中’而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 66.根據申請專利範圍第5 〇項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統〇 67·根據申請專利範圍第5 i項所述的装置，其中熱能之驅散 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 68. 根據申請專利範圍第52項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自—種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統〇 69. 根據申請專利範圍第5 3項所述的裝置，其中熱能之驅教 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 70. 根據申請專利範圍第54項所述的裝置，其中熱能之驅散 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種車輛佔 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4说格（210X297公釐） ---------^------’玎------^ (請先閔讀背面<注意事3**再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ABCD 42/984 7、申請專利範圍 有者（vehicle occupant)冷卻系統。 71. 根據申請專利範園第47項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍2氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 72. 根據申請專利範圍第4 8項所述的装置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 73. 根據申請專利範圍第4 9項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能-之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 74·根據申請專利範園第5 〇項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 75.根據申請專利範園第5 1項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 76·根據申請專利範圍第5 2項所述的裝置，其中熱能之驅散 是進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 77-根據申請專利範圍第5 3項所述的装置，其中熱能之驅散 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 體電路裝置。 78'根據申請專利範圍第5 4項所述的裝置，其中熱能之驅散 疋進入周圍空氣中，而熱能之吸收則是來自一種電子積 -29- 本…尺度適^"^S^iC：NS〉A4現格公釐） * ---------^------iT------^ (請先閱讀背面.s注意事t再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 421984^ AS B8 C8 D8 申請專利範圍 體電路裝置。 請 先 閱 讀 背 Ι& 5-, J. ί Ϋ' ί r ! 填I If 頁 79. —種用來操作一熱電冷卻装置的方法，該裝置具有：可 以在第一標稱溫度下操作的第一散熱器，可以在相對大 於第一標稱溫度的第二標稱溫度下操作的第二散熱器， 以及耦合到第二散熱器之一熱電元件，該方法包括以下 步驟： 經由一連續耦合，將熱能從熱電元件傳送到第二散熱 器； 選擇性切換在熱電元件與第一散熱器之間的熱能傳 輸；以及 選擇性致能在熱電元件兩端之一電壓。 80.根據申請專利範圍第7 9項所述的方法’其中選擇性切換 訂 和選擇性致能一電壓的步驟都可用功能性同步方式來達 成。 Μ-根據申請專利範圍第7 9項所述的方法，其中選擇性切換 的步驟是利用一種微機電系統（MEMS)裝置來達成的。 線 82. 根據申請專利範圍第8 〇項所述的方法，其中選擇性切換 的步驟是利用一種微機電系統置來達成的。 83. 根據申請專利範圍第$ 〇項所述的方法，其中選擇性致能 —電壓的步驟之工作循環與選擇性切換的步驟之工作循 環相似。 84. 根據申请專利範圍第8 2項所述的方法，其中選擇性致能 %壓的步驟之工作循環與選擇性切換的步驟之工作循 環相似。 -3〇 - 本紙法尺度適财_家揉準（ CNS ) [ 210 X 297^-¾ ) A8 B8 cs D8 申請專利範圍 85, —種用來操作一飫办人 卜熟％冷部裝置的方法，該裝置 =第：標稱溫度下操作的第一散熱器；可以在：二 ϋ私溫度的第二標稱溫度下操作的第二散 可以在第二標稱溫度下操作的第三散熱器，它和第= 熱器呈現電隔離；熱耗合到第二散熱器之—熱電元：散 以及熱耦合到第三散熱器的第二熱電元件，該方法包括 以下步驟： 忒ι括 經由一連續耦合，將熱能從第一熱電元件傳送到第二 散熱器； _ . 經由一連績耦合，將熱能從第二熱電元件傳送到 散熱器： 選擇性切換在第一和第二熱電元件與第一散熱器之間 的熱能傳輸；以及 選擇性致能在第—和第二熱電元件兩端之一電壓。 86, 根據申請專利範圍第85項所述的方法，其中選擇性切換 和選擇性致能一電壓的步驟都可用功能性同步方式來達 成。 87, 根據申請專利範圍第8 6項所述的方法，其中選擇性切換 的步驟是利用一微機電系統（MEMS)裝置來達成的。 88, 根據申請專利範圍第8 7項所述的方法，其中選擇性致能 —電壓的步驟之工作循環與選擇性切換的步驟之工作循 環相似。 89, 一種用來操作一熱電冷卻裝置的方法，該裝置具有：用 來驅散在高於周圍溫度之一溫度下之熱能的第一散熱 -31 - 本紙張尺度遍用中國國家襟準（CNS ) Α4規格（2ι〇χ 297公釐） 請 先 閔 讀 背 面 S- I 事' 項* 再 填 寫 本 頁 裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 421984 A8 B8 VO * __Dg 、申請專利^ ~ ' 器，用來吸收在低於周圍溫度之一溫度下之熱能的第二 散熱器，以及耦合在第一與第二散熱器間之一熱電元 件，以便傳送其間的熱能，該方法包括以下步驟： 經由一連續耦合，將熱能從熱電元件傳送到第一散散 器； 選擇性切換在熱電元件與第二散熱器之間的耦合之熱 導；以及 選擇性致能熱電元件與熱導之選擇性切換呈現相對功 月匕性同步。 _ 卯.根據申請專利範圍第8 9項所述的方法，其中選擇性致能 的步驟包括在熱電元件兩端之一電壓的切換。 91·根據申請專利範圍第90項所述的方法，其中選擇性切換 熱導的步驟是利用一種微機電系統（MEMS)裝置來達成 的。 92.根據申請專利範圍第91項所述的方法，其中選擇性切換 —電壓的步驟之工作循環與選擇性切換熱導的步綠之工 作循環相似。 ---------t-- (請先閲讀背面.V/注意‘事t再填寫本頁) ‘1T 線 經濟部中央#準局員工消費合作社印裝 -32- 私紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) A4^洛（210X297公釐）