半导体制冷在投影仪散热中应用的前景

　　并非所有半导体材料[5]都能制作半导体制冷器，这里所说的半导体材料不是人们熟悉和常见的制造二极管、三极管等电子器件的硅（Si）或锗（Ge），而是相对复杂的化合物半导体，如P型的Bi2Te3-Sb2Te3、AgTiTe、AgCuTiTe及N型的Bi-Sb合金等。衡量半导体材料热电性能的系数用Z表示，称为优值系数。它是一个与材料的温差电动势率、电导率、电阻率、热导率（包括晶格热导率、电子热导率）相关的综合参数，其量纲为K-1。上述几种材料的Z值在3×10-3K-1左右。Z值越大，说明材料的热电性能越好，制作的制冷器在相同条件下的制冷效率就越高。此外，同种半导体材料的Z值还与温度有关，温度不同Z值也不同。

　　3 半导体制冷的特点

　　与传统的蒸气压缩式、蒸气喷射式和吸收式制冷等技术相比，半导体制冷具有以下特点：不使用制冷剂、不污染环境，绿色环保；体积小、重量轻、结构简单、容易操作；可只冷却某一专门元件或指定空间；可在失重或超重等极端环境下运行；制冷系统无机械转动，所以无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便；便于通过改变电流方向达到冷却和加热的不同目的；具有发电能力，在制冷组件两面建立温差可产生直流电；冷却速度不仅快，而且便于通过工作电流大小实现可控调节。

　　4 半导体制冷应用于投影仪展望

　　投影仪产生的热量最主要来自于灯泡。无论是传统的金属卤素灯泡，还是UHE、UHP等冷光源灯泡，在使用过程中都会发出很多热量，而投影仪设备本身的体积小，热量很集中，整个投影仪75％的功率都耗散在这个小小的灯泡上。如果长时间地连续使用，导致灯泡温度太高。一旦温度达到该区域工作临界点以上，此时投影仪内部的保护程序将被启动，自动关闭投影仪，进入休眠状态而无法正常工作。

　　鉴于半导体制冷的特点，可以研制一种半导体制冷器，将其放置在投影仪的灯泡底部或侧面。

　　考虑的主要问题有：半导体冷端易结露和热端散热。针对冷端结露问题将制冷片设计成特殊的凹槽形状，延展了制冷片的面积，即使制冷片有轻微结露，也能很快被灯泡和供电元件散发出的热量迅速蒸发掉。热端可以附加1个热管，保持半导体在正常的温差下工作。

　　现在半导体制冷技术已在军事、科学、航空航天、工业、农业、医疗卫生、生化和日常生活用品等许多领域得到较广泛的应用，特别是随着我国经济建设的快速发展以及对环境保护越来越高的要求，逐步禁止污染大气、破坏臭氧层的氟利昂作为制冷剂，使半导体制冷技术呈现广阔的应用前景。与常规蒸气压缩制冷相比，半导体制冷具有重量轻、尺寸小、无运动部件及可靠性高等优点，但也存在制冷系数低、成本高等问题。研制一种小型制冷装置，以解决投影仪光源等核心部件因超温睡眠而无法正常工作的技术前景是可行的。