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汽車太陽能空調(diào)的原理與構(gòu)造探析
（作者未知） 2010/8/18
[摘要] 本文針對傳統(tǒng)汽車空調(diào)耗油多、污染大的缺點，研究了新型節(jié)能的汽車太陽能空調(diào)的原理與構(gòu)造。汽車太陽能空調(diào)主要由硅型太陽能電池、半導體制冷片、測量控制電路和散熱器等器件組成。
[關(guān)健詞]汽車 太陽能空調(diào) 太陽能電池
一、汽車太陽能空調(diào)的原理簡介
汽車太陽能空調(diào)是利用硅型太陽能電池吸收太陽光，太陽輻射能量的光譜,主要以可見光為中心,從0.3um的近紫外線到幾微米的紅外線。光照射在半導體中存在內(nèi)電場E的位置，形成合電子－電子空穴對，在電場的作用下，導帶中的光生電子聚集在右側(cè)，價帶中的電子空位聚集在左側(cè)，產(chǎn)生荷電載體的極化，因此半導體的兩側(cè)產(chǎn)生電勢差，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過連接半導體制冷片使其工作。在半導體制冷片中，由于接觸電位差的存在，使通過接頭的電子經(jīng)歷電位突變，當接觸電位差與外電場反向時，電子反抗電場力做功eU1,2，其能量來自接頭處的晶體點陣，結(jié)果使接頭溫度下降，并從周圍環(huán)境吸收熱量，達到降低周圍溫度的效果。太陽能空調(diào)本身是一個具有自我調(diào)節(jié)能力的系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)化的能量與太陽光的強度成正比，即太陽光越強，它能轉(zhuǎn)換的熱能也越多。
二、太陽能電池簡介
硅型太陽能電池工作原理與結(jié)構(gòu)。太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應(yīng)，一般的半導體采用半導體硅組成。
正電荷為硅原子，負電荷為圍繞在硅原子旁邊的四個電子�？昭ㄒ驗闆]有電子而變得很不穩(wěn)定，容易吸收電子而中和，形成P（positive）型半導體。
同樣，摻入磷原子以后，因為磷原子有五個電子，所以就會有一個電子變得非�；钴S，形成N（negative）型半導體。
N型半導體中含有較多的空穴，而P型半導體中含有較多的電子，這樣，當P型和N型半導體結(jié)合在一起時，就會在接觸面形這就是PN結(jié)。
當晶片受光后，PN結(jié)中，N型半導體的空穴往P型區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。
由于半導體不是電的良導體，電子在通過p－n結(jié)后如果在半導體中流動，電阻非常大，損耗也就非常大。但如果在上層全部涂上金屬，陽光就不能通過，電流就不能產(chǎn)生，因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋p－n結(jié)，以增加入射光的面積。
另外硅表面非常光亮，會反射掉大量的太陽光，不能被電池利用。
將反射損失減小到5％甚至更小。一個電池所能提供的電流和電壓畢竟有限，于是人們又將很多電池（通常是36個）并聯(lián)或串聯(lián)起來使用，形成太陽能光電板。
三、制冷部分
1.制冷片的組成材料。半導體制冷也稱熱電制冷，是從20世紀50年代發(fā)展起來的一門介于制冷技術(shù)和半導體技術(shù)邊緣的學科。它利用特種半導體材料構(gòu)成的P-N結(jié)，形成熱電偶對，產(chǎn)生帕爾帖效應(yīng)，通過直流電制冷的一種新型制冷方式。
2.散熱風扇的組成材料。散熱風扇所使用的散熱片材料是鋁合金，鋁的重量非常輕，因為純鋁太達于柔軟，所以都會加入少量的其他金屬，鑄造而成為鋁合金，以獲得適當?shù)挠捕�，不過鋁還是占了約百分之九十八左右。 轉(zhuǎn)貼于 四、控制電路部分
各元件簡介：
(1)單片機－P89LPC922。P89LPC922 是一款單片封裝的微控制器，適合于許多要求高集成度、低成本的場合�？梢詽M足多方面的性能要求。P89LPC922采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時間只需2到4個時鐘周期。6倍于標準80C51器件。P89LPC922集成了許多系統(tǒng)級的功能，這樣可大大減少元件的數(shù)目和電路板面積并降低系統(tǒng)的成本。
(2)SP6641B－165mA/500mA堿性DC/DC升壓型穩(wěn)壓器。SP6641一款DC-DC升壓調(diào)節(jié)器，其靜態(tài)電流極低，電池轉(zhuǎn)換效率很高，多用于一些電池供電的設(shè)備中，如PDA、MP3播放器，及其他手持式設(shè)備，SP6641靜態(tài)電流為10uA，并具有一個0.3Ω的N通道充電開關(guān)，最低啟動電壓為0.9V，并具有0.33A或1.0A感應(yīng)電流限制模塊。SP6641提供5引腳SOT-23封裝。SHDN引腳上1nA電流的低電平，即可控制SP6641。
(3)溫度傳感器－LM75A。①LM75A 概述。LM75A 是一個高速I2C 接口的溫度傳感器，可以在-55℃～+125℃的溫度范圍內(nèi)將溫度直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并可實現(xiàn)0.125℃的精度。MCU 可以通過I2C 總線直接讀取其內(nèi)部寄存器中的數(shù)據(jù)，并可通過I2C 對4 個數(shù)據(jù)寄存器進行操作，以設(shè)置成不同的工作模式。LM75A有3 個可選的邏輯地址管腳，使得同一總線上可同時連接8 個器件而不發(fā)生地址沖突。
LM75A （未完，下一頁）
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