简易移动冰箱制作

广告

背景

本人比较喜欢户外活动，经常和朋友一起去海边烧烤、钓鱼。在这个炎热的夏天如何保证肉类的新鲜是一个难题。以前都是使用冰袋，但是冰袋的时效大约只有几个小时。有时候从住处出发遇交通拥堵到目的地后冰袋已经成水袋了。为了达到更好的保泠效果决定制作一个移动冰箱。在车上使用点烟器给移动冰箱供电、给电池充电。到目的地后使用电池供电继续为移动冰箱供电。

半导体制冷片介绍

半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。

半导体制冷片制泠原理

在原理上，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。

风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，如果通过主动散热的方式来降低热端温度，那冷端温度也会相应的下降，从而达到更低的温度。

当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端;由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。

准备材料

1、40*40风扇 1个

2、PP塑料隔离板1个

3、夹具1套

4、12706A类制冷片1个（注意：不是别的商家普通的几块钱的三等片）

5、隔热垫1个

6、2管散热器1套（含9025风扇2个+2管散热器1个+风扇扣件4个）

7、温度控制器1个

8、12V锂电池1个

9、电源线若干

制作步骤

1 组装半导制泠片套件（略）

为图省事，直接在某宝上购买组装好的套件。套件图片如图1所示。

图1 组装好的半导体制泠套件图

图1中的序号对应的材料名称为：1 —导泠风扇、2—导泠块、3—制泠片、4—夹具、5—散热风扇、6—散热主体。

2 通电初测

使用DC电源测试半导体制泠套件的电流，在11.5V时电流为2.81A。测试结果如图2所示。

图2 通电初测

3 组装温度控制器

温度控制器套件如图3A、图3B、图3C所示。

图3A-温度控制器PCB-A面

图3B-温度控制器PCB- B面

图3C-温度控制器壳料

参照温度控制器安装步骤进行组装，组装好的图片如图4所示。

图4-组装好的温度控制器

3 温度控制与半导体制泠套件连线

将半导体制泠套件与温度控制器连接起来，其接线参考图如图5所示

图5-温度控制器接线参考图

4 移动冰箱上盖子开孔

找一个泡沫箱作为移动冰箱的载体并在泡沫箱的上盖上进行安装制泠器。用铅笔在上盖画制泠器导泠中导体块尺寸然后使用刀具进行开孔，如图6所示。

 

图6 移动冰箱箱开孔结果图

5 在移动冰箱上盖上安装制泠器

开好孔后就可以安装制泠器了，由于安装简单省略其步骤，安装好的照片如图7、图8所示。

图7 移动冰箱温度传感器安装图

图8 移动冰箱安装好的俯视图

6 移动冰箱测试

移动冰箱组装完成，通电测试结果如图9、图10所示。从30度到20度比较容易，从20度到10度比较缓慢。

图9 移动冰箱通电实测1

图9 移动冰箱通电实测1

总结

移动冰箱最为关键的两点：功耗、制泠效率。本次制作移动冰箱由于选用的箱体为泡沫而且其容量（60升）较大。导致制泠效率一般。另外使用的制泠材料都是现成的套件所以功耗较大。后续选择12升左右PU材质隔热保温比较好的箱体制作移动冰箱。结合散热器实际温度来优化移动冰箱控制器的功耗。主要控制散热风扇启停及开启的散热风扇个数（本套件有2个散热风扇）、另外还需要增加电池充放电保护。

本文由电子技术与DIY公众号粉丝“郭学提”原创

广告

关于立创商城

立创商城（WWW.SZLCSC.COM）成立于2011年，致力于为客户提供一站式电子元器件线上采购服务，成交量全国领先。自建6000多平米现代化元器件仓库，现货库存超50000种，集团电子全产业链自营服务涵盖：在线EDA（LCEDA）+行业领先的PCB打样/中小批量+元器件商城+钢网制造+SMT贴片+电子设计教育及方案。作为一家品种齐全、自营库存、质量有保障的电子元器件垂直商城，立创商城所有元器件均从原厂或代理商正规渠道采购，保证原装正品，为您提供专业的一站式电子元器件采购服务。