Dvostopenjski termoelektrični hladilniki

Dvostopenjski termoelektrični hladilniki X-Meritana uporabljajo dvostopenjsko serijsko strukturo, v kateri prva termoelektrična stopnja zagotavlja vmesno stopnjo hlajenja za drugo. V ustreznih delovnih pogojih lahko ta kaskadna konfiguracija doseže večjo temperaturno razliko kot enostopenjski TEC.

Moduli uporabljajo polprevodniške termoelektrične elemente in enosmerno napajanje, brez kompresorjev ali drugih gibljivih mehanskih delov. Primerni so za lokalno regulacijo temperature, kjer se zahteva kompaktna konstrukcija, nizke vibracije in nadzorovano delovanje pri nizkih temperaturah.

Dvostopenjska struktura

Dvostopenjski TEC je sestavljen iz dveh termoelektričnih stopenj, povezanih preko vmesnega termičnega vmesnika:

Hladna stran → Prva stopnja → Vmesni vmesnik → Druga stopnja → Vroča stran

Prva stopnja odvaja toploto iz kontroliranega območja, druga stopnja pa prenaša toploto proti vroči strani. Druga stopnja torej obravnava toploto, preneseno iz prve stopnje, kot tudi električni vhod v modul.

Dosegljiva temperaturna razlika je odvisna od toplotne obremenitve, temperature vroče strani, delovnega toka in pogojev za odvajanje toplote.

Struktura modula

Keramična podlaga

Keramični substrati iz aluminijevega oksida (Al₂O₃) zagotavljajo električno izolacijo in strukturno podporo za termoelektrični modul, medtem ko tvorijo toplotne površine med termoelektričnimi elementi in zunanjim toplotnim sistemom.

P-N termoelektrični elementi

Polprevodniški elementi tipa P in N tvorijo termoelektrično jedro in zagotavljajo električno in toplotno pretvorbo, potrebno za hlajenje. X-Meritan uporablja termoelektrične materiale na osnovi Bi₂Te3 za uporabo pri nadzoru temperature okolja in pri nizkih temperaturah.

Vmesni toplotni vmesnik

Obe termoelektrični stopnji sta mehansko in termično povezani preko vmesnega vmesnika. Pri načrtovanju celotnega modula je treba upoštevati njegove toplotne in mehanske lastnosti.

Priključek za enosmerno napajanje

Modul deluje iz vira enosmernega toka. Električna konfiguracija, napajalni vodi in pogoji delovanja so določeni glede na strukturo modula in zahteve uporabe.

Termoelektrični material

X-Meritan ima zmogljivosti, ki zajemajo razvoj termoelektričnih materialov, proizvodnjo, proizvodnjo komponent, sestavljanje in testiranje. Njegove komponente TEC uporabljajo ekstrudirane materiale na osnovi Bi₂Te₃-Sb₂Te3.

Postopek iztiskanja uporablja visokotlačno plastično deformacijo za oblikovanje goste strukture s teksturo. To podpira kasnejše postopke rezanja in redčenja ter omogoča proizvodnjo majhnih termoelektričnih elementov.

Končni razred materiala in dimenzije elementov se izberejo glede na strukturo modula in proizvodne zahteve.

Dvostopenjski proti enostopenjskim TEC

Dvostopenjska konfiguracija se običajno upošteva, ko zahtevana temperaturna razlika presega praktično območje enostopenjske zasnove.

Aplikacije

Infrardeča detekcija

 Dvostopenjski termoelektrični hladilniki lahko zagotovijo lokaliziran nadzor temperature za infrardeče detektorje in sorodne komponente zaznavanja, kjer je potrebna večja temperaturna razlika.

Hlajenje tipala CCD

Za slikovne sisteme, ki temeljijo na CCD, lahko termoelektrično hlajenje vzdržuje senzor pri nadzorovani delovni temperaturi, kjer toplotna zahteva presega praktično območje enostopenjskega modula.

Vesoljske in satelitske komunikacije

Polprevodniško konstrukcijo termoelektričnih modulov je mogoče upoštevati pri vesoljski in satelitski komunikacijski opremi, kjer arhitektura opreme, razpoložljivi prostor in zahteve glede vibracij omejujejo uporabo običajnih mehanskih hladilnih sistemov.

Medicinska in laboratorijska oprema

Dvostopenjsko termoelektrično tehnologijo je mogoče uporabiti za opremo za biokemijsko analizo in laboratorijske hladne stopnje, ki zahtevajo nadzorovane nizkotemperaturne pogoje.

Testiranje elektronskih komponent

Moduli TEC lahko zagotovijo nadzorovano toplotno okolje za nizkotemperaturno karakteristično testiranje elektronskih komponent in drugih temperaturno občutljivih naprav.

Razvoj po meri

X-Meritan podpira prilagojene termoelektrične module, ki temeljijo na risbah strank, vzorcih, dimenzijah in zahtevah uporabe.

Tipičen razvojni proces je:

Pregled zahtev → Oblikovanje strukture → Vzorčna proizvodnja → Ocena uspešnosti → Potrditev → Proizvodnja

Za nove zasnove ključni inženirski vložki vključujejo ciljno temperaturno območje, toplotno obremenitev, razpoložljiv prostor za namestitev, pogoje napajanja in metodo zavrnitve toplote z vroče strani.

Proizvodnja in kakovost

Ekipa X-Meritan ima več kot 10 let izkušenj na področju termičnega upravljanja polprevodnikov, z zmogljivostmi, ki zajemajo razvoj termoelektričnih materialov, proizvodnjo komponent, sestavljanje in testiranje.

Proizvodna oprema vključuje opremo za spajkanje, reflow, doziranje, rezanje, tesnjenje, utrjevanje in tiskanje, ki jo podpirajo namenske naprave za sestavljanje in testiranje.

Sistem vodenja kakovosti sledi ISO 9001:2015. Dokumentacija o skladnosti z RoHS in REACH je na voljo za ustrezne izdelke in konfiguracije, pri čemer je posebna dokumentacija potrjena v skladu z dobavljenim modulom.

Informacije o izbiri

Za inženirsko oceno in izbiro TEC so koristne naslednje informacije:

Risba izdelka, obstoječi modul ali preskusni podatki se lahko zagotovijo tudi, ko mora novi modul nadomestiti obstoječo zasnovo ali se ujemati z njo.

pogosta vprašanja

Zakaj uporabiti dvostopenjski TEC namesto enostopenjskega?

Dvostopenjski termoelektrični hladilniki se upoštevajo, kadar enostopenjski modul ne more zagotoviti zahtevanih pogojev hladne strani pri določeni toplotni obremenitvi in ​​temperaturi vroče strani.

Ali lahko dvostopenjski TEC deluje pod 0 °C?

ja Delovanje pod sobno temperaturo pod 0 °C je možno, če so zasnova modula, toplotna obremenitev, pogoji vroče strani in krmilni sistem primerni za zahtevano temperaturno območje.

Katere informacije so potrebne za izbiro dvostopenjskega TEC?

Ciljna temperatura hladne strani, temperatura vroče strani, toplotna obremenitev, razpoložljive dimenzije, napajanje in metoda zavrnitve toplote so med glavnimi parametri, ki se uporabljajo za izbiro.

Ali lahko X-Meritan prilagodi dvostopenjske TEC module?

ja X-Meritan lahko razvije module v skladu z risbami strank, vzorci, dimenzijskimi zahtevami, električnimi pogoji in zahtevami uporabe.