1、半導體多級制冷性能組合設計
研究了半導體元件內部溫度場分布的情況,給出了半導體制冷更一般的簡化計算公式。在此基礎上,研究了半導體多級制冷內部組合結構對制冷性能的影響,并進行了優化,最后,通過開展半導體多級制冷實驗來驗證理論分析的正確性。在理論研究方面,主要做了以下工作:1.建立了穩態情況下半導體元件的一維傳熱模型,結果表明n型元件和p型元件內部溫度場的分布是相似的,在溫度梯度和輸入電流較小的情況下,其內部溫度場都近似呈線性分布。2.通過理論分析得到了半導體制冷更一般的實用設計公式,指出了現有部分文獻研究的不足指出,說明了湯姆孫效應在半導體制冷中有著重要的作用,而等效湯姆孫熱是不能輕易忽略的。3.在內部組合結構優化方面,結合兩級半導體串聯和并................共70頁
2、高精度半導體制冷式溫度控制儀研制
設計的半導體制冷驅動電路具有兩個顯著特點:一是模擬電路和數字電路的有機結合,通過輸入不同的電流信號,實現電壓信號的周期和脈寬調節,最終達到控制輸出功率的目的;二是同時進行了溫度的粗調和微調,其中粗調使半導體制冷器快速升溫或降溫,微調使系統最終達到動態穩定.選用高性能的日立單片機H8S的2144作為控制系統,設計了合理的硬件電路.完成了鉑電阻的非線性校正、采樣信號標度轉換、鍵盤顯示等人機接口設計、數字PID控制以與RS422串行通信等軟件的編寫,實現了溫度控制系統與PC機之間進行數據交換和PC機對溫度控制系統的遠程控制.該文建立了一套完整的實驗系統,通過研究了調節PID參數控制溫度的過程,研究了增量式PID算法、積分分離算法,以較快的速度穩定到設定目標值,并能................共45頁
3、半導體冰箱控制系統研究
從半導體冰箱的電源和控制兩方面入手進行半導體冰箱控制系統的綜合設計,針對市場上已有的半導體冰箱,提出了大功率半導體冰箱的電源設計方案和溫度控制算法.因為半導體制冷器采用直流12V電源驅動,需要加入AC-DC變換器,考慮到所需電流比較大,所以采用高頻開關電源將85VAC~265VAC市電變為12V的直流電源,以供半導體制冷器工作.對于大功率半導體制冷器,由于國際上對通用電器輸入電流諧波的限制,必須要對功率大于75W的電源系統加入功率因數校正電硌.采用低成本、高性能的新型功率因數校正電路——充電泵功率因數校正.基于對充電泵功率因數校正電路的理論分析和參數設計,最終將其應用到半導體冰箱的電源系統上.該文還設計了可調節半導體制冷器輸出功率的控制電路,并在此基礎上提出了半導體冰箱模糊控制算法.模糊控制半導體冰箱的優點是在于響應速度快,超調小和穩定保................共72頁
4、太陽能半導體制冷系統性能分析研究
從提高太陽能半導體冰箱系統效率的目的出發,針對幾個關鍵性的問題進行了理論分析和實驗研究。首先,介紹了太陽能半導體制冷的原理、構成和工作特點,并對當前國內外的研究現狀和系統應用的關鍵性問題等方面進行闡述。然后建立了半導體冰箱散熱研究的裝置,并針對不同的半導體制冷元件進行兩種不同散熱條件的比較實驗。對散熱方式和強度對制冷性能的影響進行研究,指明了通過改善換熱條件提高制冷性能的辦法。還對不同熱源溫度下熱電堆發電的效果進行了測試,得出了給定熱電元件利用Sebeck效應進行溫差發電的關系,對一種熱驅動的半導體溫差發電制冷系統進行了分析和優化。接下來以電學和熱力學知識為基礎,建立了以太陽能電池驅動的半導體冰箱系統的熱力................共54頁
5、高效太陽能半導體制冷系統問題研究
著重對半導體制冷的材料發展、理論研究、應用研究、散熱條件研究以與太陽能電池理論與應用研究等方面進行綜述。總結了太陽能半導體冰箱國內外研究現狀。第二,提出了簡單可靠的半導體制冷元件的特性參數測試方法和裝置,并且在冰箱中測試分析了幾種不同型號的制冷元件,對半導體冰箱中制冷元件的選型具有一定的指導意義。第三,建立了半導體冰箱散熱研究的試驗裝置并設計了8種不同實驗工況。從理論和實驗測試上,對半導體制冷冰箱冷熱端的不同換熱方式和強度對制冷性能的影響進行研究,得到了冷端和熱端總換熱系數各自的變化對制冷量和COP的影響的規律,最后提出更應注重提高熱端總換熱系數的結論。第四,為了研究太陽能電池自然通風冷卻對效率的影................共80頁
6、小型半導體制冷冰箱的設計
通過對半導體制冷技術的原理分析和研究,并基于壓縮機式制冷冰箱的開發制造經驗,設計了一種半導體電子冷藏箱.該半導體電子冷藏箱利用鋁板作為吸熱換熱器,三層分離式熱管作為放熱換熱器,充分利用了熱傳導、對流換熱、沸騰與凝結換熱、輻射換熱等熱傳遞方式.該文通過實驗與理論研究相結合的途徑,改變了原有半導體冰箱制冷速度慢,制冷量小,制冷溫度不低的缺點,徹底摒棄了傳統冰箱的壓縮機,具有真正意義上的無聲特點,使冰箱制冷進入了無聲時代.最后,在電冰箱性能試驗室內,采用計算機數據處理系統,對所設計冷藏箱和國內同行業樣機進行了性能測試對比................共43頁
7、散熱強度對半導體制冷性能影響的研究
首先對半導體制冷技術作了簡要介紹,并對半導體制冷的最佳特性制冷工況設計進行了分析.提出了半導體制冷器中傳熱過程的數學模型,對半導體制冷電偶對的數學模型給出了第一類、第三類邊界條件并作了傳熱學分析和求解.求得了制冷量Qc、散熱量Qh、輸入功率P和制冷系數ε的解析公式.通過數值計算繪制制冷量Qc、散熱量Qh、輸入功率P和制冷系數ε與熱端散熱強度α的關系曲線.通過對電偶對傳熱機理的研究,得到了沿半導體長度方向的溫度分布.在實驗研究部分,設計并制做半導體制冷實驗臺,其熱端采用相變沸騰換熱進行散熱,并對該................共58頁
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