张香林

(新余学院 工程训练中心，江西 新余 338004)

0 引言

半导体制冷是热电制冷的一种，是建立在帕尔帖效应基础上的人工制冷技术。半导体制冷因无需制冷剂、无噪声、制冷器体积小等优点，而广泛应用于电子、医疗、国防等领域[1]。但由于半导体制冷效率较低，约为压缩式制冷效率1/3，使其发展受到一定限制[2-3]。半导体制冷性能主要体现在制冷量和制冷效率两方面，影响其性能的主要因素除了自身材料的热电性能以外，另一个重要因素就是半导体制冷芯片的工作电流。由于半导体制冷器的最大制冷量和最高制冷效率所对应的电流不同，而目前半导体制冷器均以恒定电流工作，因此现有半导体制冷器不可能一直处于最佳电流工作状态。

目前半导体制冷器工作时，为了满足快速制冷的需要，均取较大制冷量工作状态。以某种芯片为例，根据制冷芯片的工作特性曲线[4]可知,电流在4 A～6.5 A之间时，半导体制冷量Q较大，但同时其热功耗W也很大，甚至超过制冷量Q，所以，现有半导体制冷器不仅制冷效率低，而且热端发热量大，还有可能因热端散热不及时而烧毁。

为了提升半导体制冷器性能，本文设计了一种电流随温度而变化的模糊控制系统，可自动调节半导体工作电流大小，模糊自适应当前工况，使半导体制冷器始终处于最佳工作状态，以达到既快速制冷又降低能耗的目的。

1 半导体制冷模糊控制系统的结构及原理

1.1 半导体制冷的原理

半导体制冷器(Thermo Electric Cooler,TEC)原理[5]如图1所示。……