产品聚光灯:
Peltier模块


介绍

简介图像

欢迎使用Peltier模块上的欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录CUI设备产品聚光灯。了解CUI设备的Pelt欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录ier模块产品线,同时更好地了解Peltier模块技术,包括其原理,应用程序,结构和优势。

目标

  • 概述Peltier模块理论,结构和应用
  • 比较Peltier模块的优势和限制
  • 介绍CUI设备的ARCTEC™结构的好处ob欧宝娱乐登录欧宝体育手机版ios
  • 查看CUI设备欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录的整个Peltier设备组合

什么是Peltier热电模块?

Peltier功能插图

19世纪初期的科学家托马斯·塞贝克(Thomas Seebeck)和让·佩尔蒂尔(Jean Peltier)首先发现了当今热电业的基础现象。Seebeck发现,如果您将温度梯度放置在两个不同导体的连接处,则电流将流动。另一方面,Peltier得知,通过两个不同电导体的电流导致热量在材料的交界处发射或吸收。直到20世纪中叶在半导体技术方面的进步之后,对热电设备的实际应用才变得可行。借助现代技术,我们现在可以生产热电“模块”,从而为冷却和加热提供有效的固态热泵。这些单元中的许多也可用于生成DC功率,以降低效率。每天继续开发用于热电学的新的且经常优雅的用途。

优点

Peltier的横截面

与其他热管理解决方案相比,Peltier模块具有多个优势。与典型的风扇冷却解决方案不同,它们是紧凑,轻巧且拥有可靠的固态结构,没有运动部件:

  • 强制空气冷却的情况下是不可行的,例如在密封设备/环境中
  • 提供精确的温度控制和快速温度响应
  • 能够进行亚ambient冷却
  • 紧凑的外形和轻巧
  • 由于固态结构而没有运动部件,高可靠性
  • 不需要制冷剂或使用CFC-环保
  • 可用于冷却或加热

申请

由于其精确的温度控制,CUI设备的各种Peltier设备系列非常适合于高密度,高可靠性医疗欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录和工业应用以及制冷和密封环境,在这些环境中,强迫空气冷却是不可行的。

  • 激光实验室
  • 医疗的
  • 小型冰箱单元

毛皮尔模块的结构

Peltier结构插图

一个典型的热电模块由已被“掺杂”的一系列鞭毛尿酸酯半导体颗粒组成,以便一种类型的电荷载体(正或负)带有大部分电流。配置了P/N对颗粒的对,使它们串联地连接,但平行于热。金属化陶瓷基板为颗粒和连接它们的小型导电片提供了平台。

当将直流电压施加到模块上时,沉淀阵列中的正和负电荷载体从一个底物表面吸收热能,并将其释放到相反侧的基板上。吸收热能的表面变冷。释放热能的相对表面变热。逆转极性将导致逆转冷和冷的侧面。

了解关键规格

基本数据表术语

  • 最大电流(IMAX)和最大电压(VMAX)是操作限制,不是模块的绝对最大额定值
  • 建议操作最多只有70%
  • 随着焦耳加热的增加,超出限制的操作将导致热吸收和效率降低

解释功能图

  • 当热吸收为零时,ΔTmax(最大温度差)是半导体的侧面的温度差(0 W)
  • 当半导体两侧的温度差为零时,可以实现QMAX(最大吸收吸收)
  • 当前,电压,温度差和吸收热量之间的关系均通过数据表函数图进行了说明

使用功能图的设计

Peltier功能图

Peltier模块的功能图允许在给定条件下确定其性能。更具体地说,它可用于确定可以从毛皮管模块的一侧传递多少热量到另一侧。在此示例中,让我们假设有12个VDC电源可以来源15安培(180 W)。让我们进一步假设这是CUI设备的CP150系列Peltier欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录设备,在该设备中将保持在27°C,冷侧将冷却至0°C。

  • 步骤1:在12 VDC处标记垂直轴上的输入电压。
  • 第2步:在27°C的水平轴上标记ΔT。
  • 步骤3:绘制两条线以连接这些点,一个人可以估计毛皮模块将消耗11 a的电流。
  • 第4步:标记11上的“热泵,Q(w)”部分上的数字。
  • 步骤5:通过将该点连接到垂直轴,我们可以估计将65 W从毛皮尔模块的一侧转移到另一侧。

安装Peltier模块

安装peltier插图

Peltier模块在主动将热量从模块的冷侧转移到热侧的工作非常出色。但是,一旦热量转移,如果没有去除,则毛皮模块将加热。这是因为用于在整个设备上传递热量的模块中的电力输入也具有不幸的副作用,即产生相当多的热量。虽然在传输热量方面非常有效,但毛皮模块通常比运输(以热的形式)消耗的能量(以电力形式)更多。因此,有必要将模块连接到散热器,例如散热器,以有效地分散发出的热量。在散热器和排气器之间安装的毛皮模块,如铝制块作为冷却装置,称为冷却单元。

标准毛发模块的局限性

热效应的图

热疲劳会影响通常用于将铜电互连粘合到半导体颗粒的焊料,以及形成互连和陶瓷底物之间键的烧结。尽管这些键合技术通常会产生强大的机械,热和电键,但它们是不灵活的,并且正常毛皮尔模块操作的重复加热和冷却周期会导致它们降解并最终失败。

引入ARCTEC™结构

ARCTEC结构插图

为了应对热疲劳的效果,CUI设备实施了一种称为ARCTEC™结构的高级施工技术,与常欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录规热电模块设计相比,该技术可以提高性能和可靠性。

关键技术的好处

  • 热树脂:导电树脂允许重复进行热膨胀和收缩,从而导致:更好的热连接,优质的机械键,并且随着时间的推移性能下降。
  • 改进的焊料:高温SBSN焊料带有235°C的熔点,与典型的BISN焊料的138°C熔点相比,对热疲劳的耐药性和更好的剪切强度。
  • 较大的半导体:由高级硅锭制成的较大的P/N元素比市场上的其他P/N元素大2.7倍,导致更快,更均匀的冷却。

ARCTEC结构的可靠性提高了

ARCTEC比较图

ARCTEC结构内的热导电树脂和SBSN焊接接头的综合作用对毛发模块的可靠性和寿命具有巨大影响。

数据显示了具有和没有ARCTEC结构的peltier模块之间的鲜明对比。在短短3000个热循环之后,常规的毛发模块已经显示出电阻的巨大变化。相比之下,使用ARCTEC结构构建的模块显示,阻力的变化可以忽略不计,一直到30,000多个热循环。

改进的热性能

毛发的热图

除了卓越的可靠性和模块寿命外,使用ARCTEC结构构建的模块还提供了增强的热性能,这要归功于其较大的P/N元素。

IR检查显示了使用ARCTEC结构建造的单元跨陶瓷基板表面的温度分布。相比之下,常规单元表现出多种温度变化,表明冷却性能降低和更短的工作寿命风险。这些温度变化可能是由于P/N元素质量较低,元素尺寸较小或模块内焊料质量差而导致的。

在现场测试中,使用ARCTEC结构的模块显示,与竞争模块相比,冷却时间的提高了50%。这种戏剧性的差异可以归因于P/N元素的大小和质量以及ARCTEC结构提供的可靠性。

标准毛发模块

标准Peltier组

欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录CUI设备的标准线Peltier模块可在0.7 a至20 a当前评级中提供,包装尺寸范围从3.4毫米至62毫米不等。还提供具有低至1.95毫米和低电流平局的配置文件的紧凑型型号。

  • 0.7〜20 A当前评分
  • 3.4〜62毫米软件包
  • ΔTmax高达77°C(Th = 50°C)
  • 固态结构
  • 紧凑,低调模型

带有ARCTEC结构的Peltier模块

ARCTEC插图

欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录CUI设备的高性能热电模块系列可提供出色的冷却性能和更长的循环寿命。ARCTEC结构。尺寸从20毫米到70毫米,轮廓低至3毫米,这些毛发模块可提供最大95°C(TH = 50°C)的ΔTmax,并且电流等级从2.0 a到20A。

  • 高热循环的可靠性增强
  • 卓越的热性能
  • 硅密封
  • 宽ΔTmax
  • 20毫米〜70毫米软件包
  • 2.0 A〜20 A当前评分
  • 精确的温度控制

多阶段的毛发模块

两阶段的毛皮尔

欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录CUI设备的多阶段毛发模块系列具有两个用于提高热泵功能的模块,可在2.8 a至8.5 A当前等级提供高温三角洲的当前等级,最高为105°C。

  • 两级热电冷却器
  • 高达105°C的高ΔTmax(Th = 50°C)
  • 2.8 A至8.5 A当前评分
  • 精确的温度控制
  • 固态结构

Peltier冷却单元

Pletier冷却单元

欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录CUI设备的Peltier冷却单元具有更紧密的密封结构,可用于防水和吸收热应力以及易于安装。这些型号以70毫米x 70毫米的包装尺寸固定,型号携带6.0、7.0或8.5当前等级和高达85.9°C的宽温度三角洲。除了紧密的密封结构和易于安装外,CPM型号还集成了CUI设备的创新ARCTEC™结构。ob欧宝娱乐登录欧宝体育手机版ios

  • 全毛皮尔冷却单元
  • 更好的密封结构,可用于防水和吸收热应力
  • 简易安装
  • 固态结构

概括


Peltier Group

在两个世纪前发现的,Peltier模块技术的原理今天仍然具有强迫空气冷却的应用程序的价值。由于其精确的温度控制,CUI设备的peltier设备系列具有多种尺寸和形式,可满足各种热管欧宝体育手机版iosob欧宝娱乐登录理需求。与常规的热电冷却器相比,还提供了使用ARCTEC结构建造的几个高性能红色模块,可提高可靠性,性能和循环寿命。

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