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显示光电相关技术文章如何有效地降低LED的工作温度
绿色环保时代的来临对能源的高效率利用提出了更高的要求，照明技术作为最早推动电网建设的民用技术，同样也正在进入一个由传统的热光源照明转向以LED等高效节能技术为主导的冷光源照明时代。大功率LED工艺及其驱动技术无以将是这场变革中的核心技术。对于大功率LED的驱动及LED本身的工艺，业界已经有了许多探讨，相关产品及方案也正如雨后春笋般出现在市场上。然而困扰着所有LED从业人员的依然有两大关键问题尚未能完美解决，其一为LED生产及其驱动电路的制作成本，相对于传统照明系统而言略显高昂，另一个问题就是LED本身的发热及散热问题始终是目前困扰开发人员的最大难题。相对而言，成本问题会随着技术的进步和成本控制的优化逐步可以得到解决，而LED的散热问题则成为了目前阻碍LED技术推广的主要瓶颈。本文所介绍半导体制冷技术并不是一种近期新兴的技术，但是将其与目前的大功率LED照明相结合，特别是应用在功率输出极大的特种领域，将能非常有效地降低LED工作温度，有效地延长LED使用寿命及改善发光亮度和显色性等问题。
所谓半导体制冷是指通过半导体器件来实现温度冷却，从而有效控制半导体周围环境温度的技术。传统制冷技术是通过卡诺热机的原理，利用制冷剂的多态循环来实现温度的控制，因卡诺热机结构复杂且需要压缩机等部件，使得传统制冷设备的体积往往非常庞大，一般都是用于大型电器设备上。而半导体制冷相比于传统制冷设备有着体积小，无运动部件，制冷温度精确可控，设备简单等优点。特别是结构简单且体积小这项优点，极适合于将其应用于小型电子设备中，实现对设备关键部件的降温，使关键部件可以工作于最佳的温度状况中。
半导体制冷又称热电制冷，是一项早在20世纪50年代就开始发展起来的技术，其基本原理基于五大热点效应：塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应和傅利叶效应。 目前所讨论的半导体技术一半都是基于珀尔帖效应的。
珀尔帖效应是1834年由法国科学家珀尔帖发现的。他曾经通过实验发现由N、P型材料组成得一对电偶，当通入直流电流后，因电流通入的方向不同，会在电偶结点处产生吸热和放热现象，其原理可解释为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它们从高能级向着低能级运动时就会释放出多余的能量，表现出放热；反之当他们从低能级向着高能级运动时，就会从外界吸收能量，表现出吸热制冷的效果。在半导体中，当电流由N结流向P结时，就会产生吸热现象，而当电流从P结流向N结时就会产生放热现象，这种现象就称之为珀尔帖效应。根据此原理所做成的珀尔帖效应热泵，就是利用P型和N型半导体粒子按照一定的规则排列，将它们用金属连接片焊接成一个电偶对，接上直流电源后将电流从N极流向P极的那端作为冷端，用于制冷，而将P极流向N极的一端作为热端，用于放热。本质上，该器件就是一个将热量从一端移动到另一端的能量泵。其原理如图1所示