半導(dǎo)體制冷技術(shù)在礦井照明燈具散熱中的應(yīng)用

半導(dǎo)體制冷簡(jiǎn)介 一、半導(dǎo)體致冷原理 半導(dǎo)體致冷又稱為溫差電致冷或熱電致冷。具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的材料，在通過(guò) 直流電時(shí)有致冷功能，因此而得名熱電致冷。 總的熱電效應(yīng)由同時(shí)發(fā)生的五種不同的效應(yīng)組成，它們是：賽貝克效應(yīng)、珀?duì)柼?應(yīng)、湯姆遜效應(yīng)、焦耳效應(yīng)和富里葉效應(yīng)。 1.賽貝克效應(yīng) 在兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的回路中，如果兩個(gè)接頭出的溫度不同，回路中有電動(dòng)勢(shì)存在， 這種電動(dòng)勢(shì)就稱為賽貝克電動(dòng)勢(shì)或溫差電動(dòng)勢(shì)（圖一）。 △u- 結(jié)點(diǎn)1t結(jié)點(diǎn)2 t+△t 導(dǎo)體a 導(dǎo)體b 圖一賽貝克效應(yīng)示意圖 圖中△u是溫差電動(dòng)勢(shì)，它的大小與兩結(jié)點(diǎn)間的溫差成正比，比例常數(shù)為賽貝克系 數(shù)（也稱為溫差電動(dòng)勢(shì)率），其值為 αab=△u/△t 式中△t為兩結(jié)點(diǎn)間的溫差 每種材料都有固定的賽貝克系數(shù)，若用αa和αb表示這兩種材料的賽貝克系數(shù)， 那么由這兩種材料所制成的熱電偶的賽貝克系數(shù)為

半導(dǎo)體制冷散熱強(qiáng)度對(duì)制冷性能的影響——通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體制冷電偶對(duì)進(jìn)行傳熱分析，得到了半導(dǎo)體制冷性能與熱端散熱強(qiáng)度之間的微分方程。在第三類邊界條件下對(duì)微分方程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和求解得出了散熱強(qiáng)度對(duì)制冷性能影響的曲線。。

本文論述了傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射等三種散熱方式和熱阻的概念,分析了led照明燈具的散熱結(jié)構(gòu),并針對(duì)led照明燈具的結(jié)構(gòu)就提高散熱效果進(jìn)行了研究與探討。

根據(jù)珀?duì)柼?yīng)原理，以及利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，研究設(shè)計(jì)出一款冷暖控制器主機(jī)（簡(jiǎn)稱主機(jī)），它由雙內(nèi)循環(huán)儲(chǔ)冷式半導(dǎo)體交換器、半導(dǎo)體能源組件、散熱系統(tǒng)及電子控制電路等構(gòu)成一個(gè)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這種冷暖控制器主機(jī)可以方便地應(yīng)用于日常生活中的制冷制熱產(chǎn)品中，是取代機(jī)械壓縮泵和氟里昂制冷劑制冷的綠色環(huán)保產(chǎn)品．

半導(dǎo)體制冷及其在微電子裝置中的應(yīng)用——本文主要介紹半導(dǎo)體制冷的基本原理及主仲技術(shù)在計(jì)算機(jī)散熱設(shè)計(jì)中的應(yīng)用．

半導(dǎo)體制冷及其在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用——半導(dǎo)體制冷是通過(guò)空穴和電子在運(yùn)動(dòng)中直接傳遞熱量的固體致冷方式．本文通過(guò)半導(dǎo)體致冷型恒溫量熱器和半導(dǎo)體熱電特性實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的設(shè)計(jì)思路及優(yōu)勢(shì)。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，led技術(shù)也得到了巨大的發(fā)展，led具有綠色光源的稱號(hào)，技術(shù)的快速發(fā)展并沒(méi)有使led照明中存在的問(wèn)題得到解決，光電效率的低下，無(wú)法將100%輸入的電能全部轉(zhuǎn)換成光能，反而變成熱能散發(fā)出去，這就造成了led晶片的利用率下降。本文首先討論能夠影響led性能的因素，包括溫度的起伏，分析led道路照明燈具散熱系統(tǒng)的主動(dòng)散熱和被動(dòng)散熱的不同方式，并結(jié)合了led道路照明燈具的自身特點(diǎn)，對(duì)改善當(dāng)前l(fā)ed道路照明燈具的散熱設(shè)計(jì)提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)。

隨著led生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步,散熱問(wèn)題成為阻礙led道路照明燈具發(fā)展的瓶頸。本文首先闡述了溫度上升對(duì)led性能的影響,并結(jié)合路燈燈具特點(diǎn),提出了一種燈具熱學(xué)分析等效模型。然后針對(duì)目前道路照明燈具主要采用的主動(dòng)式和被動(dòng)式散熱方式,分別選取若干樣品進(jìn)行測(cè)試,最后通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的系統(tǒng)分析,并結(jié)合燈具的熱學(xué)模型,研究影響燈具散熱效率的主要因素,并為改善當(dāng)前l(fā)ed道路照明燈具的散熱設(shè)計(jì)提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)。

散熱是led照明燈具使用的關(guān)鍵,溫度上升會(huì)使產(chǎn)品的性能降低,進(jìn)而引起一系列問(wèn)題。文章首先介紹了led照明燈具的發(fā)光原理、結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)led燈具的散熱模式,接著討論了led照明燈具散熱片的設(shè)計(jì)方法及計(jì)算公式。此外,文章根據(jù)led芯片在散熱片的不同位置時(shí)進(jìn)行溫度測(cè)試所獲數(shù)據(jù),繪制出了溫度變化曲線,經(jīng)數(shù)學(xué)擬合最終得到了用于計(jì)算led燈具散熱的相關(guān)公式。

照明燈具(燈具

-　39- 第10卷第1期 基于led照明燈具的散熱片設(shè)計(jì)與分析 楊廣華1，李玉蘭2，王彩鳳1，高鐵成1 （1.天津工業(yè)大學(xué)信息通信工程學(xué)院，天津300160；2.天津軍事交通學(xué)院裝運(yùn)機(jī)械系，天津300161） 摘　要：新一代大功率白光led光源具有很多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等，但大功率led的 散熱也是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。如果led散熱問(wèn)題解決不好，led燈具工作一段時(shí)間后就會(huì)輸出 光功率減小，芯片加速老化，工作壽命縮短。文章從led散熱問(wèn)題著手，詳細(xì)介紹了目前廣泛商 用的大功率led器件結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱途徑、所用散熱基片的特點(diǎn)，以及l(fā)ed所用的散熱片設(shè)計(jì)和計(jì)算 方法。另外介紹了一種大功率led在散熱片上不同位置溫度變化的測(cè)試結(jié)果，并推導(dǎo)出用于計(jì)算 led器件散熱的有效公式。 關(guān)鍵詞：散熱；燈具；熱傳導(dǎo)；led 中圖分

新一代大功率白光led光源具有很多優(yōu)點(diǎn),如節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等,但大功率led的散熱也是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。如果led散熱問(wèn)題解決不好,led燈具工作一段時(shí)間后就會(huì)輸出光功率減小,芯片加速老化,工作壽命縮短。文章從led散熱問(wèn)題著手,詳細(xì)介紹了目前廣泛商用的大功率led器件結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱途徑、所用散熱基片的特點(diǎn),以及l(fā)ed所用的散熱片設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。另外介紹了一種大功率led在散熱片上不同位置溫度變化的測(cè)試結(jié)果,并推導(dǎo)出用于計(jì)算led器件散熱的有效公式。

本文從黑體輻射定律出發(fā),基于cfd軟件solidworksflowsimulation進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)某型led燈具進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),在保證燈具性能和可靠性的前提下大大降低了燈具的重量、加工難度及成本。

燒堿、pvc照明燈具材料統(tǒng)計(jì)表 107設(shè)備間及變電所 名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單位備注 防水防塵金鹵燈opg3-zjd175-dcos?≥0.9wf18套注：所有光源、鎮(zhèn)流器、 觸發(fā)器、補(bǔ)償電容與燈具 配套供應(yīng)。出口指示燈、 疏散指示燈帶電池 ≥30min 雙管熒光燈opyl15-2/36-dcos?≥0.96套 應(yīng)急雙管熒光燈opyl15-2/36-d應(yīng)急型cos?≥0.96套 出口指示燈mxyb0640wcos?≥0.93套 吸頂燈opxd-120wcos?≥0.93套 153apvc成品庫(kù) 名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單位備注 安全出口燈mxyr06 電池維持時(shí)間≥30min 20套自帶電子鎮(zhèn)流器 cos?≥0.9 壁裝三防燈opg11-zjd175-e 附175w金鹵燈泡 52套 自帶電感鎮(zhèn)流

本文針對(duì)半導(dǎo)體制冷方式在空氣調(diào)節(jié)中的應(yīng)用進(jìn)行了性能分析,提出改善半導(dǎo)體制冷系數(shù)的基本方向是改進(jìn)半導(dǎo)體材料性能。目前,可通過(guò)改善傳熱條件,提高半導(dǎo)體制冷的性能。

照明燈具分為室內(nèi)燈具和戶外燈具兩大類。 其中室內(nèi)燈具又包括商業(yè)照明、辦公照明和家居照明。 戶外燈具包括投光燈、路燈、高天棚燈、隧道燈、庭院燈、草坪燈、埋地?zé)簟⒈跔t、水 下燈等。 商業(yè)照明包括格珊射燈、射燈、筒燈、天花燈、壁燈、電器箱。 辦公照明包括格珊燈盤、支架、應(yīng)急照明。 家居照明包括歐式燈、吸頂燈、水晶燈、花燈、臺(tái)燈及落地?zé)?、羊皮燈及布罩燈、鏡前 燈、工作燈、廚衛(wèi)燈、低壓燈、客房燈、蠟燭燈、黃沙玻璃燈等。 二、如何選定基礎(chǔ)燈具類型 選擇燈具類型是確定房間整體外觀、感覺(jué)和氣氛的基礎(chǔ)。以下是選擇各類特定燈具的說(shuō) 明： 1、直接照明型燈具：光線通過(guò)燈具射出，其中90%-100%的光通量到達(dá)假定 的工作面上，這種照明方式為直接照明。這種照明方式具有強(qiáng)烈的明暗對(duì)比，并能造成有 趣生動(dòng)的光影效果，可突出工作面在整個(gè)環(huán)境中的主導(dǎo)地位，但是由于亮度較高，應(yīng)防止眩 光的產(chǎn)生。如

在如今的大功率led燈具散熱設(shè)計(jì)中,肋片的使用比較廣泛。但由于燈具設(shè)計(jì)師的傳熱學(xué)理論比較薄弱,肋片的使用并未獲得應(yīng)有的散熱效果。介紹了肋片設(shè)計(jì)過(guò)程中必備的傳熱學(xué)理論,并就影響肋片散熱效果的因素展開(kāi)討論。以肋片底部厚度設(shè)計(jì)為例,演示了led燈具的肋片設(shè)計(jì)方法。

半導(dǎo)體制冷在氡室溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用——蒸汽壓縮式制冷法和半導(dǎo)體制冷法進(jìn)行了比較，簡(jiǎn)述了適用于氡室溫度控制的半導(dǎo)體制冷法的原理，并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)半導(dǎo)體制冷法的制冷和加熱效果進(jìn)行了直觀的闡述。

玻璃棱鏡技術(shù)在照明燈具中的應(yīng)用

led路燈與常規(guī)高壓鈉燈路燈不同的是，大功率led路燈的光源采用低壓直 流供電、由gan基功率型藍(lán)光led與黃色熒光粉合成的高效白光二極管， 具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨(dú)特 優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于城市道路照明。外罩可用pc管制作，耐高溫達(dá)135度， 耐低溫達(dá)-45度。 發(fā)光二極管(lightemittingdiode，簡(jiǎn)寫為led)是基于半導(dǎo)體pn結(jié)形 成的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固態(tài)光源，在一定的正向偏置電壓和注 入電流下，注入p區(qū)的空穴和注入n區(qū)的電子在擴(kuò)散至有源區(qū)后經(jīng)輻射復(fù) 合而發(fā)出光子，將電能直接轉(zhuǎn)化為光能。 優(yōu)點(diǎn) 1、led路燈本身的特性——光的單向性，沒(méi)有光的漫射，保證光照效 率。 2、led路燈有獨(dú)特的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將led路燈的光照射到所需照明 的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的。

led照明燈具與高壓鈉燈照明燈具的比較 led光源作為一種綠色光源進(jìn)入人們視野的時(shí)間并不短暫，小功率led光源由于其高亮 度、低能耗的優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于家庭照明、景觀照明等領(lǐng)域；大功率的led路燈、投光燈由 于其日臻成熟的產(chǎn)品開(kāi)始漸漸引起各方面的關(guān)注。 據(jù)了解目前港區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)道路的路燈、以及工廠的投光燈、高桿燈基本采用高壓鈉燈 燈具，僅有少數(shù)如遠(yuǎn)航礦石堆場(chǎng)、聯(lián)盟國(guó)際等新建或改造項(xiàng)目在高桿燈中采用了大功率led 投光燈具。 本次沙龍對(duì)大功率led燈具與高壓鈉燈就工作原理、技術(shù)參數(shù)、能效分析、使用壽命、 經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)及維修、電能質(zhì)量等方面做一個(gè)綜合比較，為港區(qū)內(nèi)新建或改造項(xiàng)目對(duì)大功率 光源的選擇提供一些參考。 1、關(guān)于發(fā)光原理的比較 led燈的發(fā)光原理：led（lightemittingdiode），發(fā)光二極管，是由?！ぷ寤衔镏?成，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，

led照明燈具與高壓鈉燈照明燈具的比較 led光源作為一種綠色光源進(jìn)入人們視野的時(shí)間并不短暫，小功率led光源由于其高亮 度、低能耗的優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于家庭照明、景觀照明等領(lǐng)域；大功率的led路燈、投光燈由 于其日臻成熟的產(chǎn)品開(kāi)始漸漸引起各方面的關(guān)注。 據(jù)了解目前港區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)道路的路燈、以及工廠的投光燈、高桿燈基本采用高壓鈉燈 燈具，僅有少數(shù)如遠(yuǎn)航礦石堆場(chǎng)、聯(lián)盟國(guó)際等新建或改造項(xiàng)目在高桿燈中采用了大功率led 投光燈具。 本次沙龍對(duì)大功率led燈具與高壓鈉燈就工作原理、技術(shù)參數(shù)、能效分析、使用壽命、 經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)及維修、電能質(zhì)量等方面做一個(gè)綜合比較，為港區(qū)內(nèi)新建或改造項(xiàng)目對(duì)大功率 光源的選擇提供一些參考。 1、關(guān)于發(fā)光原理的比較 led燈的發(fā)光原理：led（lightemittingdiode），發(fā)光二極管，是由ⅲ—ⅳ族化合物制 成，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，