1T/UNPXXXX—XXXX半導體制冷器熱電制冷技術本文件規定了半導體制冷器熱電制冷系統的基本要求、設計要求、性能要求。本文件適用于半導體制冷器熱電制冷技術的設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB4706.1家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求GB4706.13家用和類似用途電器的安全制冷器具、冰淇淋機和制冰機的特殊要求GB/T4798.2環境條件分類環境參數組分類及其嚴酷程度分級第2部分：運輸和裝卸GB/T13384機電產品包裝通用技術條件GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術第3部分：射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T20154低溫保存箱GB/T30116半導體生產設施電磁兼容性要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1半導體制冷器基于珀耳帖效應，通過直流電驅動半導體材料實現熱傳遞的裝置。3.2熱電制冷技術基于熱電效應，通過電流作用使熱電材料兩端產生溫度差，從而實現熱量轉移的制冷技術。3.3制冷量在規定條件下，熱電制冷系統從冷端移除熱量的能力，單位為瓦（W）。3.4制冷系數coefficientofPerformance；COP熱電制冷系統的制冷量與所消耗電功率之比。3.5冷端負載熱電制冷系統冷端需要冷卻的物體或空間所產生的熱負荷。3.6熱電優值系數衡量熱電材料性能的參數，反映材料將熱能轉化為電能或電能轉化為熱能的效率。4原理T/UNPXXXX—XXXX2熱電制冷技術基于珀爾帖效應。在由p型和n型半導體材料組成的熱電制冷器中，有直流電流通過時，電子和空穴在不同材料中定向移動，在冷端吸收熱量，熱端釋放熱量，實現熱量從低溫端向高溫端的轉移。5基本要求5.1熱電材料5.1.1熱電材料應具備良好的熱電性能，熱電優值系數應符合相關行業標準和技術規范。5.1.2材料在長期使用過程中不易發生化學反應，保證系統性能的穩定性。5.1.3熱電材料的機械性能應滿足系統組裝和使用的要求，具有一定的強度和韌性，防止在加工和使用過程中出現破裂等問題。5.2電氣安全5.2.1器具的漏泄電流應符合GB4706.1、GB4706.13的要求。5.2.2在電子電路的設計與應用方面，應確保在故障條件下，器具在電擊、火災危險、機械危險或危險性功能失效等方面保持安全狀況。5.2.3電氣絕緣性能應符合GB4706.13的要求，確保在正常使用和規定的異常情況下不會發生觸電危5.2.4應設置過流、過壓、短路保護裝置，防止因電氣故障導致系統損壞或發生安全事故。5.3工作溫度半導體制冷器的工作溫度區間為[最低工作溫度數值及單位]-[最高工作溫度數值及單位]。6設計要求6.1系統架構設計6.1.1熱電制冷系統的架構設計應根據具體的應用需求和冷端負載特性進行優化，合理配置熱電模塊的數量、連接方式和布局。6.1.2應考慮系統的可擴展性和兼容性，便于后期的升級和維護。6.2熱端散熱設計6.2.1熱端散熱設計應根據系統的制冷量和熱端溫度要求，選擇合適的散熱方式（如自然散熱、強制風冷、水冷等）和散熱設備（如散熱器、風扇、水冷板等）。6.2.2散熱系統的散熱效率應滿足系統的要求，確保熱端溫度在合理范圍內。6.3控制策略設計6.3.1應根據冷端溫度、熱端溫度、負載變化等因素自動調節電流大小和方向，實現對熱電制冷系統的精確控制。6.3.2控制策略應具備故障診斷和報警功能，及時發現和處理系統運行過程中出現的異常情況。7性能要求7.1制冷性能7.1.1應根據不同的應用需求，明確規定制冷量范圍和測試條件，滿足冷端負載的要求。依據GB/T20154—2024，在25℃環境、額定電壓下運行，穩定后記錄冷端吸熱量。試驗后其性能應符合本文件的要求。7.1.2制冷系數（COP）應達到產品規格書規定的數值要求，COP宜≥0.6（額定工況）；7.1.3溫差應滿足產品設計和應用的實際需求，確保系統實現有效制冷，最大溫差宜≥65℃（無負載）。7.2工作電流和工作電壓T/UNPXXXX—XXXX37.2.1采用直流電工作，通過調節工作電壓和電流大小，可實現冷量從毫瓦級到千瓦級線性連續調節。7.2.2工作電流和工作電壓應在產品規格書規定的范圍內，其偏差應在±10%以內。7.3控溫精度溫度控制精度應達到0.001℃。7.4響應時間能在規定的時間內達到設定的制冷溫度，制冷響應時間宜≤10min。7.5可靠性要求7.5.1高溫貯存在溫度為80℃、相對濕度不大于85%的環境中貯存1000h后，應無性能衰減。7.5.2低溫貯存在溫度為-40℃的環境中貯存1000h后，應無性能衰減。7.5.3濕熱試驗在溫度為40℃、相對濕度為95%的環境中試驗48h后，應無性能衰減。7.5.4振動試驗應能承受頻率為10Hz～500Hz、加速度幅值為5m/s2~9.8m/s2的正弦振動試驗，試驗時間為48h，試驗后應無性能衰減。7.5.5沖擊試驗應能承受加速度幅值為150m/s2~500m/s2、脈沖持續時間為11ms～16ms的半正弦波沖擊試驗，沖擊次數為3次，試驗后應無性能衰減。7.6電磁兼容性要求7.6.1靜電放電抗擾度應能承受接觸放電試驗電壓為8kV、空氣放電試驗電壓為15kV的靜電放電抗擾度試驗。靜電放電抗擾度的試驗應符合GB/T17626.2的規定，試驗后應無性能衰減。7.6.2射頻電磁場輻射抗擾度應能承受場強為20V/m、頻率范圍為80MHz～1000MHz的射頻電磁場輻射抗擾度試驗。電磁場輻射抗擾度試驗的試驗應符合GB/T17626.3的規定，試驗后應無性能衰減。7.6.3電快速瞬變脈沖群抗擾度應能承受試驗電壓為2kV、脈沖重復頻率