一、半导体制冷的原理

半导体制冷技术基于珀尔帖效应（Peltier  Effect），当直流电通过两种不同半导体材料组成的电偶时，电偶两端会产生温度差，实现热量的定向转移。其核心结构由N型半导体和 P 型半导体交替排列，通过金属导流片连接形成热电堆，配合散热端与制冷端实现精准控温。

二、微流控系统中的热电制冷优势

1. 微型化与集成性

在微流控系统中，可以使用微型或小型制冷片，尺寸10*10mm甚至更小，功率密度达30-100W/cm²，能直接集成于微流控芯片的温控模块，满足Lab-on-a-Chip对空间的严苛要求。

2. 精准温控能力

温度控制精度可达 ±0.1℃，响应速度快，支持-40℃至150℃宽温域调节，适配PCR扩增、酶反应等对温度敏感的微流控实验。

3. 无接触式制冷

通过热传导而非流体介质实现控温，避免传统压缩机制冷的振动干扰与管路内流体污染，提升生物样本分析的可靠性。

4. 低功耗与节能环保

可精确提供适配功率，相比传统制冷方式节能30%以上，无氟利昂等温室气体排放，符合微型医疗设备的便携化与绿色化趋势。

5. 双向温控功能

同一模块可通过电流换向实现制冷/制热切换，简化微流控系统中的温度循环设计（如DNA变性-退火-延伸过程）。

三、产品系列

1.设计要求

①　温控对象:双层玻璃之间的细胞悬液；

②　目标温度:8～130℃；

③　控温准确性: ±0.1℃；

④　控温装置尺寸要求:70*55*35mm；

⑤　其它指标：最大升降温速度≥4℃/s，超调0.5℃以内，24V供电。

2. 产品设计

为全面满足客户对控温性能及设备尺寸的精准要求，对制冷片进行了多轮对比与验证，最终采用三片18×18mm的小型半导体制冷片；该制冷片在有限空间内实现了均匀而高效的制冷能力，充分兼顾了系统紧凑性与散热效能。同时，我们选用高温焊料进行焊接，提升制冷片在长期高温工作环境下的连接可靠性与稳定性，从工艺层面保障了核心元器件的使用寿命。

在温控系统设计方面，为确保温度控制达到高精度、高准确性与快速响应的综合目标，我们对关键导热部件——铝板进行了结构优化与热仿真分析。通过合理化流道布局与厚度分布，改善了热传导效率，从而有效提升控温速率与均匀性。此外，系统还引出了三个高精度PT1000温度传感器，分别实时监测冷端与热端的温度变化。这种多点监测策略能够全面反馈温场状态，为控制系统提供快速、准确的温度信息，实现动态调整与快速响应，最终确保温控对象始终处于设定的理想温度区间。