A TEC termoelektromos hűtő lézerdiódákhoz való bemutatása

A TEC (Thermo Electric Cooler) egy termoelektromos vagy termoelektromos hűtő. TEC hűtőchipnek is nevezik, mert úgy néz ki, mint egy chipes eszköz.

A félvezető termoelektromos hűtési technológia olyan energiaátalakítási technológia, amely a félvezető anyagok Peltier-effektusát használja fel a hűtés vagy fűtés eléréséhez. Széles körben használják az optoelektronikában, az elektronikai iparban, a biomedicinában, a fogyasztói készülékekben és más területeken. Az úgynevezett Peltier-effektus arra a jelenségre utal, hogy amikor egy egyenáram áthalad egy két félvezető anyagból álló galvánpáron, az egyik vége hőt vesz fel, a másik vége pedig hőt bocsát ki a galvánpár mindkét végén.

működési elve:

A termoelektromos hűtőberendezések általában több pár sorba kapcsolt p és n típusú félvezető hőelemből állnak. Egyenáramú tápegység csatlakoztatásakor a termoelektromos hűtőberendezés egyik végének hőmérséklete csökken, míg a másik végének hőmérséklete ezzel egyidejűleg nő. Különböző hőátadási módszerek, például hőcserélők segítségével folyamatosan elvezetik a hőt a hűtőberendezés meleg végéről, a készülék hideg vége továbbra is felveszi a hőt a munkakörnyezetből. Érdemes megjegyezni, hogy ez a jelenség teljesen visszafordítható, pusztán az áram irányának megváltoztatásával a hő az ellenkező irányú átadását idézheti elő. Ezért egy termoelektromos hűtőberendezésen egyszerre hűtési és fűtési funkciók is megvalósíthatók.

A TEC termoelektromos hűtő belső félvezető P pólusból, félvezető N pólusból és vezető fémből, valamint kerámia szubsztrátumból áll a felső és alsó réteg hőmérsékletcseréjéhez. Egyetlen termoelektromos hűtőpár hűtési kapacitása korlátozott, és a TEC általában egy tucat-tucatnyi hűtőpárból áll. Egyetlen TEC meleg és hideg vége közötti hőmérsékletkülönbség elérheti a 60-70 °C-ot, a hideg véghőmérséklet pedig -20-10 °C-ot. Ha nagyobb hőmérséklet-különbséget és alacsonyabb hideg véghőmérsékletet szeretne elérni, több TEC-t is egymásra rakhat. Különféle formájú TEC-k állnak rendelkezésre a piacon a felhasználási forgatókönyvek és módszerek függvényében.

Osztályozás:

A TEC termoelektromos hűtési termékek széles skálájával rendelkezik, beleértve az egyfokozatú termoelektromos hűtőberendezéseket, a többlépcsős termoelektromos hűtőberendezéseket, a mikro termoelektromos hűtőberendezéseket, a gyűrű alakú termoelektromos hűtőberendezéseket és más típusokat.

1. Egyfokozatú sorozat: A különböző gyártási folyamatok szerint hagyományos sorozatokra, nagy teljesítményű sorozatokra, magas hőmérsékletű sorozatokra és újrahasznosítható sorozattermékekre oszlik. Az egyfokozatú sorozattermékek szabványos TEC-termékek, amelyek nagyobb teljesítménnyel, nagyobb megbízhatósággal és többféle hűtőteljesítményben, geometriában és bemeneti teljesítményben kaphatók, elsősorban ipari, laboratóriumi berendezésekben, orvosi, katonai és más területeken.

2. Többlépcsős sorozat: Főleg olyan területeken használják, ahol nagy a hőmérséklet-különbség vagy alacsony hőmérsékleti követelmények. Ez a fajta TEC kis hűtőteljesítménnyel rendelkezik, és olyan alkalmakra alkalmas, amelyek kis és közepes hűtési teljesítményt és nagy hőmérséklet-különbségeket igényelnek. Jellemzően infravörös érzékelésben, CCD-ben és fotoelektromos mezőben használják. A különböző halmozási módok kialakítása kielégítheti a mélyhűtés igényeit. Ez a típusú hűtőszekrény nagyobb hőmérséklet-különbséget képes elérni, mint az egyfokozatú TEC.

3. Mikro sorozat: Úgy tervezték és fejlesztették ki, hogy megfeleljen a magas hőmérsékletű és kis méretű környezetnek. Termékek, amelyeket nagy teljesítményű termoelektromos anyagok fejlett gyártási folyamataival fejlesztettek ki. Általában lézeradókban, optikai vevőkészülékekben, pumpás lézerekben és az optikai kommunikációs ipar egyéb termékeiben használt termékek.

4. Gyűrűsorozat: közepes hűtési teljesítményű alkalmazásokhoz. Ez a terméksorozat egy kör alakú lyukkal rendelkezik a meleg és hideg oldali kerámiák közepén, hogy illeszkedjen az optikai, mechanikus rögzítéshez vagy a hőmérsékletszondákhoz. Jellemzően ipari, elektromos berendezésekben, laboratóriumi és optoelektronikai berendezésekben és egyéb területeken használják

A hagyományos mechanikus hűtési módszerekkel összehasonlítva a termoelektromos hűtési technológia nem igényel hűtőközeget, és környezetbarát szilárdtest-hűtési módszer. Kis mérete, könnyű súlya, rezgés-, zajmentessége, precíz hőmérséklet-szabályozása, nagy megbízhatósága van. Előnyeivel, mint például bármilyen szögben történő munkavégzés, a termoelektromos technológia az egyik fontos műszaki megoldás bizonyos alkalmazási területeken is.

Aktív hűtés: A termoelektromos hűtés olyan aktív hűtési módszer, amellyel a tárgyak a környezeti hőmérséklet alá hűthetők, ami hagyományos radiátorokkal lehetetlen. A többfokozatú termoelektromos hűtők vákuum környezetben történő használatával még alacsonyabb hőmérséklet érhető el, akár -100°C-ig.

Pont-pont hűtés: A termoelektromos hűtés kompakt felépítésű és kis helyen vagy tartományban precíz hőmérsékletszabályozást érhet el, sőt pont-pont hűtést is megvalósíthat, ami más hűtési módszerekkel nem érhető el.

Nagy megbízhatóság: A termoelektromos hűtésnek nincs mozgó alkatrésze, nagy a megbízhatósága és karbantartás nélkül is hosszú ideig működik. Alkalmas olyan rendszerekhez, amelyeket a telepítés után nem könnyű szétszedni, vagy hosszú élettartamot igényelnek.

Pontos hőmérsékletszabályozás: A termoelektromos hűtés egyenáramú tápegység, és a hűtőteljesítmény könnyen állítható. A bemeneti áram beállításával a hűtőteljesítmény és a hőmérséklet precíz szabályozása érhető el, 0,01°C-nál jobb hőmérsékletszabályozási stabilitás érhető el.

Hűtés/fűtés: A termoelektromos technológia hűtési és fűtési funkciókkal is rendelkezik. Ugyanaz a rendszer hűtési és fűtési módokat is elérhet az áram irányának egyszerű megváltoztatásával.