Двустепенни термоелектрически охладители

Двустепенните термоелектрически охладители на X-Meritan използват двустепенна серийна структура, в която първият термоелектрически етап осигурява междинен етап на охлаждане за втория. При подходящи условия на работа тази каскадна конфигурация може да постигне по-голяма температурна разлика от едностъпалния TEC.

Модулите използват термоелектрически елементи в твърдо състояние и постоянен ток, без компресори или други движещи се механични части. Те са подходящи за локализиран температурен контрол, където се изисква компактна конструкция, ниски вибрации и контролирана работа при ниски температури.

Двустепенна структура

Двустепенният TEC се състои от два термоелектрически етапа, свързани чрез междинен термичен интерфейс:

Студена страна → Първи етап → Междинен интерфейс → Втори етап → Гореща страна

Първата степен премахва топлината от контролираната зона, докато втората степен пренася топлината към горещата страна. Вторият етап следователно обработва топлината, пренесена от първия етап, както и електрическия вход към модула.

Достижимата температурна разлика зависи от топлинното натоварване, температурата на горещата страна, работния ток и условията за отвеждане на топлината.

Модулна структура

Керамичен субстрат

Керамичните субстрати от алуминиев оксид (Al2O3) осигуряват електрическа изолация и структурна опора за термоелектрическия модул, като същевременно формират термичните повърхности между термоелектричните елементи и външната термична система.

P-N Термоелектрически елементи

Полупроводниковите елементи тип P и N образуват термоелектрическото ядро ​​и осигуряват електрическото и топлинно преобразуване, необходимо за охлаждане. X-Meritan използва термоелектрически материали на основата на Bi₂Te3 за приложения за контрол на температурата на околната среда и при ниски температури.

Междинен термичен интерфейс

Двете термоелектрични степени са механично и термично свързани чрез междинен интерфейс. Неговите термични и механични характеристики трябва да се вземат предвид при проектирането на пълния модул.

Връзка за DC захранване

Модулът работи от източник на постоянен ток. Електрическата конфигурация, захранващите кабели и работните условия се определят според структурата на модула и изискванията за приложение.

Термоелектричен материал

X-Meritan има възможности за разработване на термоелектрически материали, производство, производство на компоненти, сглобяване и тестване. Неговите TEC компоненти използват екструдирани материали на основата на Bi₂Te3-Sb₂Te3.

Процесът на екструдиране прилага пластична деформация под високо налягане, за да се образува плътна, текстурирана структура. Това поддържа последващи процеси на рязане и изтъняване и позволява производството на малки термоелектрически елементи.

Крайният клас на материала и размерите на елемента се избират според структурата на модула и производствените изисквания.

Двустепенни срещу едностъпални ТЕС

Двустепенна конфигурация обикновено се разглежда, когато необходимата температурна разлика надвишава практическия диапазон на едностъпална конструкция.

Приложения

Инфрачервено откриване

 Двустепенните термоелектрически охладители могат да осигурят локализиран температурен контрол за инфрачервени детектори и свързани сензорни компоненти, където се изисква по-голяма температурна разлика.

CCD сензор за охлаждане

За системи за изображения, базирани на CCD, термоелектрическото охлаждане може да поддържа сензора при контролирана работна температура, където топлинното изискване надвишава практическия диапазон на едностепенен модул.

Аерокосмически и сателитни комуникации

Конструкцията на термоелектрически модули в твърдо състояние може да се разглежда за космическо и сателитно комуникационно оборудване, където архитектурата на оборудването, наличното пространство и изискванията за вибрации ограничават използването на конвенционални механични системи за охлаждане.

Медицинско и лабораторно оборудване

Двустепенната термоелектрическа технология може да се приложи към оборудване за биохимичен анализ и лабораторни студени етапи, изискващи контролирани условия на ниска температура.

Тестване на електронни компоненти

TEC модулите могат да осигурят контролирана топлинна среда за нискотемпературно тестване на характеристики на електронни компоненти и други чувствителни към температура устройства.

Разработка по поръчка

X-Meritan поддържа персонализирани термоелектрически модули въз основа на клиентски чертежи, мостри, размери и изисквания за приложение.

Типичен процес на разработка е:

Преглед на изискванията → Проектиране на структура → Примерно производство → Оценка на ефективността → Потвърждение → Производство

За новите проекти ключовите инженерни данни включват целевия температурен диапазон, термично натоварване, налично пространство за инсталиране, условия на захранване и метод за отхвърляне на топлината от горещата страна.

Производство и качество

Екипът на X-Meritan има повече от 10 години опит в термичното управление на полупроводници, с възможности, обхващащи разработване на термоелектрически материали, производство на компоненти, сглобяване и тестване.

Производственото оборудване включва оборудване за запояване, преформатиране, дозиране, рязане, запечатване, втвърдяване и печат, поддържано от специални съоръжения за сглобяване и тестване.

Системата за управление на качеството следва ISO 9001:2015. Документация за съответствие с RoHS и REACH е налична за приложими продукти и конфигурации, като специфичната документация е потвърдена в съответствие с доставения модул.

Информация за избор

Следната информация е полезна за инженерна оценка и избор на TEC:

Чертеж на продукт, съществуващ модул или тестови данни също могат да бъдат предоставени, когато новият модул трябва да замени или да съответства на съществуващ дизайн.

ЧЗВ

Защо да използвате двустепенен TEC вместо едностепенен дизайн?

Двустепенните термоелектрически охладители се разглеждат, когато едностепенен модул не може да осигури необходимите условия на студената страна при определеното топлинно натоварване и температура на горещата страна.

Може ли двустепенен TEC да работи под 0°C?

да Работа при температура под 0°C е възможна, когато дизайнът на модула, топлинният товар, условията на горещата страна и системата за управление са подходящи за необходимия температурен диапазон.

Каква информация е необходима за избор на двустепенен TEC?

Целевата температура на студената страна, температурата на горещата страна, топлинното натоварване, наличните размери, захранването и методът за отхвърляне на топлината са сред основните параметри, използвани за избор.

Може ли X-Meritan да персонализира двустепенни TEC модули?

да X-Meritan може да разработи модули според клиентски чертежи, проби, изисквания за размери, електрически условия и изисквания за приложение.