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選擇和使用先進(jìn)的珀耳帖模塊進(jìn)行熱電冷卻

2513579 2022-11-25 | pdf | 231.0KB | 次下載 | 免費

資料介紹

熱電冷卻已迅速成為許多類型電子設(shè)備的實用建議。當(dāng)今市場上的設(shè)備緊湊、高效，并且憑借先進(jìn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，克服了過去限制此類設(shè)備機會的傳統(tǒng)可靠性挑戰(zhàn)。熱電冷卻已迅速成為許多類型電子設(shè)備的實用建議。當(dāng)今市場上的設(shè)備緊湊、高效，并且憑借先進(jìn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，克服了過去限制此類設(shè)備機會的傳統(tǒng)可靠性挑戰(zhàn)。將激光二極管或圖像傳感器等電子元件保持在穩(wěn)定的溫度對于確保高功率激光器、實驗室參考、光譜儀或夜視系統(tǒng)等儀器正常運行至關(guān)重要。在某些情況下，可能需要冷卻到環(huán)境溫度以下。簡單的被動冷卻，使用散熱器和強制通風(fēng)的組合，很難滿足這些需求中的任何一個；對熱負(fù)荷變化的響應(yīng)可能緩慢且不精確，并且冷卻依賴于熱源溫度高于環(huán)境溫度的熱梯度。將激光二極管或圖像傳感器等電子元件保持在穩(wěn)定的溫度對于確保高功率激光器、實驗室參考、光譜儀或夜視系統(tǒng)等儀器正常運行至關(guān)重要。在某些情況下，可能需要冷卻到環(huán)境溫度以下。簡單的被動冷卻，使用散熱器和強制通風(fēng)的組合，很難滿足這些需求中的任何一個；對熱負(fù)荷變化的響應(yīng)可能緩慢且不精確，并且冷卻依賴于熱源溫度高于環(huán)境溫度的熱梯度。作為常用的被動冷卻技術(shù)的替代方案，熱電冷卻可以提供許多優(yōu)勢。這些包括精確的溫度控制和更快的響應(yīng)、無風(fēng)扇運行的機會（取決于散熱器性能）、降低噪音、節(jié)省空間、降低功耗以及將組件冷卻至低于環(huán)境溫度的能力。作為常用的被動冷卻技術(shù)的替代方案，熱電冷卻可以提供許多優(yōu)勢。這些包括精確的溫度控制和更快的響應(yīng)、無風(fēng)扇運行的機會（取決于散熱器性能）、降低噪音、節(jié)省空間、降低功耗以及將組件冷卻至低于環(huán)境溫度的能力。珀耳帖元件：原理和結(jié)構(gòu)珀耳帖元件：原理和結(jié)構(gòu)珀耳帖元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括由 N 型和 P 型碲化鉍材料制成的半導(dǎo)體顆粒。顆粒陣列在電氣上串聯(lián)，但在熱學(xué)上并聯(lián)排列，以最大限度地提高模塊的熱陶瓷表面和冷陶瓷表面之間的熱傳遞（圖 1）。珀耳帖元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括由 N 型和 P 型碲化鉍材料制成的半導(dǎo)體顆粒。顆粒陣列在電氣上串聯(lián)，但在熱學(xué)上并聯(lián)排列，以最大限度地提高模塊的熱陶瓷表面和冷陶瓷表面之間的熱傳遞（圖 1）。圖 1：通用珀耳帖元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（圖片來源：圖 1：通用珀耳帖元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（圖片來源：CUI DevicesCUI Devices））熱電冷卻利用珀耳帖效應(yīng)，當(dāng)電流通過時，觀察到熱量在兩個不同導(dǎo)體的連接點之間被吸收或散發(fā)。熱電模塊包括夾在兩個高導(dǎo)熱陶瓷板之間的珀耳帖元件，帶有電源，能夠有效地將熱量從一個陶瓷板泵送到另一個陶瓷板。此外，可以簡單地通過反轉(zhuǎn)電流方向來改變熱流方向。熱電冷卻利用珀耳帖效應(yīng)，當(dāng)電流通過時，觀察到熱量在兩個不同導(dǎo)體的連接點之間被吸收或散發(fā)。熱電模塊包括夾在兩個高導(dǎo)熱陶瓷板之間的珀耳帖元件，帶有電源，能夠有效地將熱量從一個陶瓷板泵送到另一個陶瓷板。此外，可以簡單地通過反轉(zhuǎn)電流方向來改變熱流方向。施加直流電壓會使正電荷和負(fù)電荷載流子從一個基板表面吸收熱量，并將其傳遞并釋放到另一側(cè)的基板。因此，吸收能量的表面變冷，釋放能量的相對表面變熱。施加直流電壓會使正電荷和負(fù)電荷載流子從一個基板表面吸收熱量，并將其傳遞并釋放到另一側(cè)的基板。因此，吸收能量的表面變冷，釋放能量的相對表面變熱。建造冷卻裝置