在多級(jí)熱電堆中,電路可以布置成級(jí)間串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián) ,以滿足電路設(shè)計(jì)上的要求。圖8-19為多級(jí)熱電堆中幾種常用的電路布置,其中(a)為最常見(jiàn)的二級(jí)堆襄聯(lián)電路 ,(b、c)為二級(jí)堆并聯(lián)電路 ,(d、e)為串并聯(lián)混合電路 .在這些電路中電偶臂的截面積往往是不相等的，它由級(jí)與級(jí)之間的制冷量分配所決定。圖中(e)是一種較為合理的特殊結(jié)構(gòu),它的一級(jí)的兩個(gè)和臂作為二級(jí)的連接片,可以減少級(jí)間的熱阻 ,提高制冷效果,而它一級(jí)的連接片可做成點(diǎn)狀或針狀冷端,作為外科醫(yī)療器械或電子儀器的微型制冷器。

應(yīng)該指出,熱電堆中級(jí)的劃分是根據(jù)它的熱系統(tǒng),而不是指它的電路布置的區(qū)別。圖8-20是一個(gè)二級(jí)熱電堆的熱系統(tǒng)負(fù)和結(jié)構(gòu)圖。從熱系統(tǒng)圖中可以看到,第二級(jí)冷端從外界吸收熱量 Q₀起制冷作用;第二級(jí)的熱端放出的熱量為Q' ,這個(gè)熱量被第一級(jí)的冷端全部吸收;第一級(jí)熱端放出的熱基為Q, 需要由散熱器傳給傳熱介質(zhì)帶走。由于電路中焦耳熱的產(chǎn)生,使Q ＞Q’＞Q₀ ,因此多級(jí)熱電堆中前一級(jí)的產(chǎn)冷量應(yīng)大于后一級(jí),從第一級(jí)至最后一級(jí)成寶塔形分布，這樣,各級(jí)制冷電偶數(shù)的分布也成寶塔形,最后一級(jí)甚少,而第一級(jí)卻是相當(dāng)大的數(shù)目,這是多級(jí)熱電制冷器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。