To-trinns termoelektriske kjølere

X-Meritans to-trinns termoelektriske kjølere bruker en to-trinns seriestruktur der det første termoelektriske trinnet gir et mellomliggende kjøletrinn for det andre. Under passende driftsforhold kan denne kaskadekonfigurasjonen oppnå en større temperaturforskjell enn en ett-trinns TEC.

Modulene bruker solid-state termoelektriske elementer og likestrøm, uten kompressorer eller andre bevegelige mekaniske deler. De er egnet for lokal temperaturkontroll der kompakt konstruksjon, lav vibrasjon og kontrollert lavtemperaturdrift er nødvendig.

To-trinns struktur

En to-trinns TEC består av to termoelektriske trinn koblet gjennom et mellomliggende termisk grensesnitt:

Kald side → Første trinn → Mellomgrensesnitt → Andre trinn → Varm side

Det første trinnet fjerner varme fra det kontrollerte området, mens det andre trinnet overfører varme mot den varme siden. Det andre trinnet håndterer derfor varmen som overføres fra det første trinnet samt den elektriske inngangen til modulen.

Temperaturdifferansen som kan oppnås, avhenger av termisk belastning, temperatur på varme side, driftsstrøm og varmeavvisningsforhold.

Modulstruktur

Keramisk substrat

Aluminiumoksid (Al2O3) keramiske substrater gir elektrisk isolasjon og strukturell støtte for den termoelektriske modulen mens de danner de termiske overflatene mellom de termoelektriske elementene og det eksterne termiske systemet.

P-N termoelektriske elementer

P-type og N-type halvlederelementer danner den termoelektriske kjernen og gir den elektriske og termiske konverteringen som kreves for kjøling. X-Meritan bruker Bi₂Te₃-baserte termoelektriske materialer for omgivelses- og lavtemperaturtemperaturkontrollapplikasjoner.

Mellom termisk grensesnitt

De to termoelektriske trinnene er mekanisk og termisk forbundet gjennom et mellomliggende grensesnitt. Dens termiske og mekaniske egenskaper må tas i betraktning når du designer hele modulen.

DC strømtilkobling

Modulen opererer fra en likestrømskilde. Elektrisk konfigurasjon, strømledninger og driftsforhold bestemmes i henhold til modulstrukturen og applikasjonskravene.

Termoelektrisk materiale

X-Meritan har kapasiteter som dekker termoelektrisk materialutvikling, produksjon, komponentproduksjon, montering og testing. TEC-komponentene bruker ekstruderte Bi₂Te₃-Sb₂Te₃-baserte materialer.

Ekstruderingsprosessen påfører høytrykksplastisk deformasjon for å danne en tett, teksturert struktur. Dette støtter påfølgende skjære- og tynningsprosesser og tillater produksjon av små termoelektriske elementer.

Den endelige materialkvaliteten og elementdimensjonene velges i henhold til modulstrukturen og produksjonskravene.

To-trinns vs. enkelttrinns TEC-er

En to-trinns konfigurasjon vurderes generelt når den nødvendige temperaturforskjellen overstiger det praktiske området for en enkelt-trinns design.

Søknader

Infrarød deteksjon

 To-trinns termoelektriske kjølere kan gi lokal temperaturkontroll for infrarøde detektorer og relaterte sensorkomponenter der en større temperaturforskjell er nødvendig.

CCD-sensorkjøling

For CCD-baserte bildesystemer kan termoelektrisk kjøling opprettholde sensoren ved en kontrollert driftstemperatur der det termiske kravet overstiger det praktiske området til en ett-trinns modul.

Luftfart og satellittkommunikasjon

Solid-state konstruksjonen av termoelektriske moduler kan vurderes for romfart og satellittkommunikasjonsutstyr der utstyrsarkitektur, tilgjengelig plass og vibrasjonskrav begrenser bruken av konvensjonelle mekaniske kjølesystemer.

Medisinsk utstyr og laboratorieutstyr

To-trinns termoelektrisk teknologi kan brukes på biokjemisk analyseutstyr og laboratorietrinn som krever kontrollerte lavtemperaturforhold.

Elektronisk komponenttesting

TEC-moduler kan gi et kontrollert termisk miljø for lavtemperaturkarakteristikktesting av elektroniske komponenter og andre temperaturfølsomme enheter.

Tilpasset utvikling

X-Meritan støtter tilpassede termoelektriske moduler basert på kundetegninger, prøver, dimensjoner og applikasjonskrav.

En typisk utviklingsprosess er:

Kravgjennomgang → Strukturdesign → Prøveproduksjon → Ytelsesevaluering → Bekreftelse → Produksjon

For nye design inkluderer viktige tekniske input måltemperaturområdet, termisk belastning, tilgjengelig installasjonsplass, strømforhold og varmeavvisningsmetoden på varme sider.

Produksjon og kvalitet

X-Meritan-teamet har mer enn 10 års erfaring innen termisk halvlederstyring, med evner som dekker utvikling av termoelektrisk materiale, komponentproduksjon, montering og testing.

Produksjonsutstyr inkluderer lodding, reflow, dispensering, skjæring, forsegling, herding og utskriftsutstyr, støttet av dedikerte monterings- og testfasiliteter.

Kvalitetsstyringssystemet følger ISO 9001:2015. RoHS- og REACH-samsvarsdokumentasjon er tilgjengelig for aktuelle produkter og konfigurasjoner, med spesifikk dokumentasjon bekreftet i henhold til den medfølgende modulen.

Utvalgsinformasjon

For teknisk evaluering og TEC-valg er følgende informasjon nyttig:

En produkttegning, eksisterende modul eller testdata kan også leveres når den nye modulen må erstatte eller matche et eksisterende design.

FAQ

Hvorfor bruke en to-trinns TEC i stedet for en ett-trinns design?

To-trinns termoelektriske kjølere betraktes når en enkelt-trinns modul ikke kan gi den nødvendige tilstanden på kalde side under spesifisert termisk belastning og temperatur på varme side.

Kan en totrinns TEC fungere under 0°C?

Ja. Underomgivelsesdrift under 0°C er mulig når moduldesign, varmebelastning, varmesideforhold og kontrollsystem er egnet for det nødvendige temperaturområdet.

Hvilken informasjon er nødvendig for å velge en to-trinns TEC?

Måltemperatur på kald side, temperatur på varm side, varmebelastning, tilgjengelige dimensjoner, strømforsyning og varmeavvisningsmetode er blant hovedparameterne som brukes for valg.

Kan X-Meritan tilpasse totrinns TEC-moduler?

Ja. X-Meritan kan utvikle moduler i henhold til kundetegninger, prøver, dimensjonskrav, elektriske forhold og applikasjonskrav.