Thermo-electric Modules

熱電致冷器 (TEC / Peltier)

技術

技術介紹

熱電致冷器,又稱帕爾貼(TEC)素子或者熱電素子,是由微小而有效的熱泵組成的半導體器件。通過施加一個直流電,熱量從致冷器的一面轉移到另一面,從而產生一面變熱一面變冷。
以及當改變直流電源極性時,該現象就會逆轉,熱量會向相反的方向轉移。因此,熱電致冷器根據使用條件的不同,可以用於製冷以及加熱。熱電致冷器一般有N型和P型兩種Bi 2Te3半導體素子組成。半導體素子在電氣上是串聯,在熱上是並聯的,固定在兩塊金屬化陶瓷基板之間。
陶瓷基板在擁有牢固的構造的同時,並為半導體素子提供了絕緣環境,以及平整、平行的安裝表面。 N型和P型這兩種Bi2Te3材料的半導體素子只能讓熱量單方向移動,電流從上基板到下基板或者從下基板到上基板。
N型存在著多餘的自由電子,而P型電子不足。 N型中多餘的的電子和P型中的“空穴”就相當於載體,Bi2Te3材料內搬運熱量。熱流—熱電致冷器發生的熱量的移動 —與直流電流的大小成比。通過調節輸入電流的大小(從0到最大),可以實現對熱流及溫度變化的精確控制。我們的熱電致冷器通常是7~128對,也有超過391對。產品目錄中最大動作電流是1.2A~36A,但也有其他的產品。

熱電致冷器可通過並列安裝提高熱轉換能力,或通過疊加安裝增大其溫差。
熱電致冷器由於沒有移動部件,非常可靠,無需維護。和機械製冷相比,體積小,重量輕,噪音低等優點。但是並非適用於所有製冷場合,有時用簡易的冷卻裝置如散熱器更加合適。除此之外,熱電致冷器多為電子冷卻也有很多優點。熱電致冷器可將對象冷卻至環境溫度以下 —也就是主動製冷,這一點和散熱器單體的製冷有很大的區別。其固態結構能確保高可靠性,尤其適用於安裝後不易拆卸的系統。運行噪音低,電子乾擾小等優點。
要選擇合適的致冷器,首先需對被應用的系統進行全面評估。通常情況下,可直接選用標準品,在某些高溫,電氣,機械等特定條件下,需要進行產品定制化。我們雖推薦選用標準品,但是也將竭誠提供技術服務,完全滿足客戶對致冷器的特殊設計要求。
通常,製冷系統都是動態的,其性能取決於相關參數*,如何選擇更合適的規格參數,請聯繫我們進行諮詢。

*每個應用場合都有固有的參數,會影響致冷器的熱面(Th)的溫度。特性數據用表現了致冷器的4個特性的重要圖表來表示。

ΔT = 0°C ΔT = 10°C ΔT = 20°C ΔT = 30°C ΔT = 40°C ΔT = 50°C ΔT = 60°C ΔT = 70°C ΔT = 80°C

Qc vs. I

該圖表顯示了在熱面溫度Th一定時,製冷量和不同溫差(ΔT)的輸入電流(I)的關係。根據該表,可以確認致冷器是否滿足應用需求。

V vs. I

該表顯示了不同溫差下電流和電壓的關係。首先,根據Qc vs. I確認合適的電流,算出ΔT,選擇合適的致冷器後,對照此表,查得所需電源。

Qh vs. I

該表顯示了在熱面溫度一定時,散熱功率(Qh)(單位:W)和電流(I)的關係。 Qh量是Qc(製冷量)和V(I總功率)的總和。

COP vs. I

該表顯示了輸入電流、COP和ΔT的關係。 COP為製冷量和功率的比值。根據該表,可以確定COP,在事先製冷能力最大化的同時,散熱器的散熱量最小化。