毕业论文：《温差发电演示仪》.docVIP

目　　录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章　绪论 h 1 1.1　概述 h 1 1.1.1　热电效应概述 h 1 1.1.2　自然界热电效应明显的物质 h 1 1.1.3　生物的热电效应 h 2 1.1.4　热电效应发展简史 h 2 1.2　国内外热电效应应用历史和现状 h 4 1.3　热电效应应用发展趋势 h 5 1.3.1　半导体制冷应用展望 h 5 1.3.2　半导体发电应用展望 h 6 1.4　课题简介 h 6 第2章　半导体制冷片基础知识 h 8 2.1　半导体及PN结 h 8 2.1.1　半导体基础知识 h 8 2.1.2　杂质半导体 h 8 2.1.3　PN结 h 10 2.2　热电效应 h 10 2.2.1　塞贝克效应 h 10 2.2.2　帕尔帖效应 h 13 2.2.3　汤姆逊效应 h 16 2.3　半导体制冷片工作原理 h 17 2.4　半导体制冷片的结构 h 19 2.5　半导体制冷片的命名方法 h 20 2.6　半导体制冷片的特性 h 20 2.7　半导体制冷片的选择过程 h 21 2.8　使用半导体制冷片时的注意事项 h 22 2.9　半导体制冷片的性能参数 h 23 2.10　本章小结 h 24 第3章　温差发电演示仪的设计 h 26 3.1　温差实现方案设计 h 26 3.1.1　实验方案概述 h 26 3.1.2　三种温差实现方案的比较与选择 h 28 3.2　系统框图 h 29 3.3　直流电源部分设计 h 29 3.3.1　电容降压直流电源 h 29 3.3.2　变压器降压直流电源 h 30 3.4　散热方案的设计和选择 h 31 3.4.1　空气自然对流散热 h 31 3.4.2　强迫通风散热 h 33 3.4.3　水冷散热 h 33 3.4.4　环流散热 h 33 3.4.5　利用物质的熔化潜热散热 h 34 3.4.6　五种散热方案的比较与选择 h 35 3.5　驱动电路部分设计 h 35 3.5.1　DC-DC转换电路 h 36 3.5.2　采用电流放大LED照明电路 h 36 3.6　本章小结 h 37 第4章　温差发电演示仪的实现与测试 h 38 4.1　设计概述 h 38 4.2　直流电源部分的实现和测试 h 38 4.2.1　直流电源部分的实现 h 38 4.2.2　直流电源部分的测试 h 40 4.3　温差发电部分的实现与测试 h 40 4.3.1　温差发电部分的实现 h 40 4.3.2　温差发电部分的测试 h 44 4.4　驱动电路的制作与测试 h 48 4.4.1　驱动电路的制作 h 48 4.4.2　驱动电路的测试 50 4.5　本章小结 h 52 结论 h 53 参考文献 h 54 致谢 h 56 PAGE \* MERGEFORMAT 6 第1章　绪论 1.1　概述 1.1.1　热电效应概述 所谓的热电效应，是当受热物体中的电子(空穴)，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象[1]。而这个效应的大小，则是用称为thermopower(Q)的参数来测量，其定义为(E为因电荷堆积产生的电场，dT则是温度梯度)。 总的热电效应由同时发生的五种不同效应组成，其中塞贝克、帕尔帖和汤姆逊三种效应表明电和热能相互转换是直接可逆的。另外两种效应是热的不可逆效应，即焦耳和傅里叶效应[2]。 热电制冷又称半导体制冷或温差电制冷。具有热电能量转换特性的材料，在通过直流电时有制冷功能，因此而得名热电制冷。由于半导体材料具有最佳的热电能量转换持性，它的应用才真正使热电制冷实用化，为此人们又把热电制冷称为半导体制冷。至于温差电制冷名称的由来，是由于人们先发现了材料的温差电动势之后再发现其反效应，即具有制冷功能的帕尔帖效应与温差发电对应，把后者称为温差电制冷。 1.1.2　自然界热电效应明显的物质 明矾石Alunite六方晶系KAl3(OH)6(SO4)2为含氢氧根的钾，钠，铝硫酸盐矿物，其解理面呈珍珠光泽，其余的面呈玻璃光泽。硬度3.5-4，条痕白色，比重2.58-2.75，有灰，白，稍黄，稍红等颜色，具强烈的热电效应。不溶于水，几乎不溶于盐酸，硝酸，氢氟酸和氨水等，但能溶于强碱及硫酸或高氯酸。明矾石为不规则矿床及矿脉，大屯山火山群之明矾石成细粒结晶而与石英，蛋白石及粘土