高效制冷，一招制敌，小米、vivo等品牌都在用半导体制冷片

前言

半导体制冷片TEC是Thermo Electric Cooler的简称，是一种利用半导体材料的珀尔帖效应制成的制冷装置。珀尔帖效应，又称热-电效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，在电偶的两端会产生一端吸收热量，另一端放出热量的现象。因此，TEC也被称为热电制冷器。

半导体制冷片的基本单元由一对N型和P型半导体及连接电极组成，这些连接电极形成了冷端和热端。在外加电场的作用下，电流能够将在半导体内产生的热量从TEC的一端传递到另一端，形成TEC上的“热”侧和“冷”侧。当电流方向翻转时，TEC的冷热端面也会相应地切换。

半导体制冷片在手机散热器中的应用

充电头网通过以往的拆解案例了解到，目前半导体制冷片在各类背夹散热器、磁吸散热器等各类手机散热器中有着广泛应用，具体应用案例小编将在下文为您详细介绍。

邦克仕冰轮磁吸散热器

邦克仕推出了一款磁吸式主动制冷散热器，圆形的设计命名为冰轮磁吸散热器。机甲风的设计，为单调的苹果手机增添酷炫的元素，通过MagSafe磁吸在手机背部，内置的半导体制冷片，通过导热硅胶接触手机，低温加快手机内部温度传导，提升散热效能，满足重度游戏的顺畅体验。

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邦克仕15W冰环磁吸散热无线充

邦克仕这款磁吸无线充电器将无线充电器和散热背夹结合起来，内置大面积TEC半导体制冷片和高转速涡轮风扇，在高速无线充电的同时还能带走手机的发热，提升边充电边使用的体验。

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黑鲨BR08极冷散热背夹

近期，专注于游戏手机的品牌黑鲨推出了一款散热器——黑鲨极冷散热背夹，这款散热背夹专为黑鲨游戏手机2系列设计，内置风扇与极冷晶片，为手机满负载运转保驾护航。

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黑鲨冰封散热背夹2 Pro

黑鲨冰封散热背夹2 Pro延续炫酷的铠甲风设计，此外也保留了绚丽的RGB灯功能，使用起来仪式感满满。而二代背夹最大的一个新点是配备了温度显示屏，可实时显示使用时接触面的温度变化情况，降温感觉得到，更看得到。

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黑鲨冰封散热背夹PRO

黑鲨冰封散热背夹PRO机身小巧轻便，易于携带。内置风扇运行时很安静，不会影响到游戏体验。支脚处设有硅胶垫，夹紧手机的同时可避免刮伤。此外背夹制冷速度非常快，几秒钟便冰感十足，为新款黑鲨游戏手机3等宽度在67-88mm的机型进行散热，可以起到立竿见影的效果。

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努比亚RedMagic红魔双核散热背夹

红魔双核散热背夹内置双风扇、制冷晶片，同时机身两侧加入蝶翼式拓展背板设计，让产品制冷面积成倍增加，用“量”解决手机发热问题，给用户带来更好的游戏体验。

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努比亚红魔涡轮散热背夹（通用版）

努比亚红魔涡轮散热器采用半导体制冷技术，搭配智能温控电路，能实时检测冷端的温度，进行制冷控制，防止凝水，并且还可以控制RGB灯实时显示手机温度状态，内置的RGB灯可以由手机控制灯效。

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vivo散热背夹Neo

vivo推出一款散热背夹Neo，这款散热背夹采用白色外观设计，流线机身设计，配有Halo极风灯效，支持RGB灯光显示。同时还配有防误触卡扣，对手机的适应性更好。

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一加45W液冷散热器

一加推出了一款采用液冷散热的散热背夹，内置水泵和冷排，采用液体流动带走TEC制冷片产生的热量，带来更好的散热效果和更好的使用体验。这款散热器支持45W PD输入供电，并向下兼容多档功率。

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小米10定制版冰封散热背夹

小米10定制版冰封散热背夹机身小巧轻便，风扇安静，使用时不会增加负担。此外支脚处设有硅胶垫，夹紧手机的同时可避免刮伤。除了小米10外，也能兼容新款黑鲨游戏手机3等宽度在67-88mm的机型，通用性很好。

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充电头网总结

随着时间来到4月底，南方30几度的天气已然成为常态，不仅让人们感到汗流浃背，常玩手游的消费者常常受到发热、降频之困。而文中提到的内置半导体制冷散热背夹成为了救星，其通过导热硅胶接触手机，将手机内部产生的热量迅速传导至制冷片，有效降低手机温度，提升游戏体验。目前小米、一加等、邦克仕各大手机、配件品牌纷纷推出了搭载半导体制冷片的散热背夹产品满足了用户对于高温环境下游戏手机散热需求的同时，也为手机配件市场带来了新的增长点。

总体来看，半导体散热片并不是手机散热器的专属搭配，早些年便在空调扇、两用车载冰箱、医疗设备、军事设备中有着广泛应用。但目前半导体制冷片还存在性能不够稳定、损耗高、制冷\制热慢等劣势，希望未来随着科技的不断发展和半导体材料的进一步优化，解决损耗大，效率低的难题，让半导体散热技术在更多领域得到应用，为人们带来更加舒适、便捷的生活体验。

半导体制冷基础知识

Imax：致冷组件达到最大温差时的工作电流（安培）；

Vmax：致冷组件达到最大温差时的工作电压（伏特）；

Th=30℃，指组件的热面温度控制在30℃；

ΔTmax：致冷组件产冷量Qc=0(W)时，热面温度Th=30℃时达到的最大温差；

Qcmax：致冷组件温差ΔT=0℃时，热面温度Th=30℃时的最大致冷功率（瓦）；

ACRes：致冷组件的交流内阻；

L×B×H：长×宽×高（厚度）。

半导体制冷应用：

1、太阳能热电空调

大型热电空调：

大型热电制冷空调一般是指制冷量在1kW以上的装置，主要应用于潜艇、舰艇和列车上，据相关文献报道目前最大制冷量超过30 kW。潜艇、舰艇的热电制冷空调主要是单元组合式，各单元可独立运行，热端与海水或淡水进行热交换，冷端与舱室内的空气进行充分的换热，平稳运行时制冷COP可达1.1～2.1。上海交通大学研制的BK-1.5型热电空调器，由热电堆、循环水泵、海水冷却器、通风机、翅片和控制箱等组成，已成功用在潜水器上。热电制冷空调也成功应用于列车上。美国某列车热电制冷空调系统的制冷功率17kW，COP约为0.7，同时也能够用于制热。另有人开发了一套利用太阳能热电技术的汽车内空气调节系统，该系统冷端散热器直接冷却送风气流，而热端采用水循环散热：在38℃的环境温度下，制冷功率4.01 kW，COP为0.42；如果天气晴朗，车顶的太阳能电池可使空调COP提高2%。

小型热电空调：

小型热电空调的制冷量一般在1kW以内，主要采用陶瓷绝热制冷模块和散热器结合的模式。调研有一种通过热虹吸管进行强化散热的新型热电制冷货车驾驶室空调装置，该装置采用热电材料优值系数为2.0×10-3K-1的商业单级热电制冷模块，利用汽车行驶时的压差引导气流，采用大流量、小温差、前上位送风，COP值为0.51～0.79。另有新型系统将太阳能薄膜电池与建筑采光相结合，作为热电空调的辅助能量设备，能够同时实现冬夏两季的采暖和制冷，其制冷系数夏季能够达到0.846。其结构如图4所示：

2、半导体热水器

半导体空调热水器是基于以半导体制冷块作为核心，利用半导体制冷块的热端制热作热水器，冷端制冷作空调降温的构想来实施的。半导体制冷块夏天使用时，其制冷效率可达 1.5，而冬天使用时其致热效率可达 1.8。为了达到比较好的效果，共使用 10 片半导体制冷块。

半导体制冷块通电后一面制热，一面制冷，把半导体制冷块用于制冷，关键是做好产热端的散热，才能保证冷端温度尽可能低。制冷块在额定工作条件下，冷热的两面最大温差＞60℃。热端在理想散热条件下温度假设为 30℃，则冷端在空载的情况下可达-30℃。为了不向室外排热，采用水冷装置用于半导体制冷块热端的散热。如下图示为半导体热水器原理图：

机柜内的热水箱是循环水箱，水箱之间以软管相连用于水循环，小水箱设进水管引进自来水，因此小水箱上共有三个水阀，分别用于控制水的循环及冷水的补充。冷媒箱到冷凝器、冷凝器到冷泵、冷泵到冷媒箱的连接构成了冷媒的循环，同样采用简单的软管连接。

每块半导体制冷块安装前均要检测是否能够制冷，需注意热端没有接散热片的情况下不能通电。半导体制冷块按 1、3、5、7、9 和 2、4、6、8、10 的规律分成两组，每组各由1台12V／30A开关电源供电。先给开关电源接1只白炽灯作假负载，将输出电压调到10V，然后才能串接30A直流电流表和制冷块。分组给制冷块通电，每组电流应该在15A左右（每块制冷块在10V电压下电流约为 3A）。

3、基于半导体制冷的消暑防护头盔

考虑到半导体制冷所拥有的微型化、小型化的特点，在个体防护设备如衣着鞋帽中应用半导体制冷技术是可行的。此为一种实用新型专利，其设计头盔结构如下图示：

设计包括帽壳体、制冷器、太阳能电池板、电源装置，其中制冷器设置在壳体上，制冷器由半导体制冷片、散热片、导冷块、风扇组成。制冷片的热端连接散热片，散热片外设散热风扇；冷段连接导冷块，导冷块外设冷气风扇，与帽体内壁冷气导管连接相通，以输送冷气。

帽壳体顶部外壁设有太阳能电池板，接有热传感器，而太阳能电池板、热传感器、制冷器都与外接电源装置相连。基于此设计，目标在于提供头盔内部凉爽低温及防护。

如下图示为头盔俯视图，包括风扇及导冷块的布置示意：

4、其他应用

基于半导体制冷技术的特点，其在日常生活、医疗保健、军事、工农业都有着广泛应用：

1）日常生活领域：自制电子元件冷却装置，如使用在电脑CPU上的半导体制冷片：

2）医疗领域：应用于活体细胞切片的冷冻切片机，刀片的可控低温由半导体技术来实现；

3）实验设备—恒温金属浴：用来恒温储存样品、酶类、核酸和蛋白质的设备，应用半导体制冷技术来维持可控恒温；

4）军事领域：半导体制冷片被广泛的应用于冷却红外探头、激光发射器等军事设备用品。

来源：互联网。

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