Kaheastmelised termoelektrilised jahutid

X-Meritani kaheastmelised termoelektrilised jahutid kasutavad kaheastmelist seeriastruktuuri, mille puhul esimene termoelektriline aste annab teisele vahejahutuse. Sobivates töötingimustes võib see kaskaadikonfiguratsioon saavutada suurema temperatuurierinevuse kui üheastmeline TEC.

Moodulid kasutavad pooljuhttermoelektrielemente ja alalisvoolu, ilma kompressorite või muude liikuvate mehaaniliste osadeta. Need sobivad lokaalseks temperatuuri reguleerimiseks, kus on vaja kompaktset konstruktsiooni, madalat vibratsiooni ja kontrollitud madalat temperatuuri.

Kaheastmeline struktuur

Kaheastmeline TEC koosneb kahest termoelektrilisest astmest, mis on ühendatud vahepealse termilise liidese kaudu:

Külm pool → Esimene etapp → Vaheliides → Teine etapp → Kuum pool

Esimene etapp eemaldab soojuse kontrollitavast piirkonnast, teine ​​​​etapp aga kannab soojust kuuma poole suunas. Seetõttu käsitleb teine ​​aste nii esimesest etapist ülekantavat soojust kui ka moodulisse elektrisisendit.

Saavutatav temperatuuride erinevus sõltub termilisest koormusest, kuuma poole temperatuurist, töövoolust ja soojuse tagasilükkamise tingimustest.

Mooduli struktuur

Keraamiline substraat

Alumiiniumoksiidist (Al2O3) keraamilised aluspinnad pakuvad termoelektrilisele moodulile elektrilist isolatsiooni ja konstruktsioonilist tuge, moodustades samal ajal soojuspinnad termoelektriliste elementide ja välise soojussüsteemi vahel.

P-N termoelektrilised elemendid

P-tüüpi ja N-tüüpi pooljuhtelemendid moodustavad termoelektrilise südamiku ja tagavad jahutamiseks vajaliku elektrilise ja termilise muundamise. X-Meritan kasutab Bi₂Te₃-põhiseid termoelektrilisi materjale ümbritseva õhu ja madala temperatuuri temperatuuri reguleerimiseks.

Vahepealne termiline liides

Kaks termoelektrilist astet on mehaaniliselt ja termiliselt ühendatud vaheliidese kaudu. Kogu mooduli projekteerimisel tuleb arvestada selle termilisi ja mehaanilisi omadusi.

Alalisvoolu ühendus

Moodul töötab alalisvooluallikast. Elektriline konfiguratsioon, toitejuhtmed ja töötingimused määratakse vastavalt mooduli struktuurile ja rakendusnõuetele.

Termoelektriline materjal

X-Meritanil on võimalused termoelektriliste materjalide arendamiseks, tootmiseks, komponentide tootmiseks, kokkupanekuks ja testimiseks. Selle TEC-komponendid kasutavad ekstrudeeritud Bi₂Te₃-Sb₂Te₃-põhiseid materjale.

Ekstrusiooniprotsessis rakendatakse kõrgsurve plastilist deformatsiooni, et moodustada tihe tekstureeritud struktuur. See toetab järgnevaid lõikamis- ja harvendusprotsesse ning võimaldab toota väikeseid termoelektrilisi elemente.

Lõplik materjali klass ja elemendi mõõtmed valitakse vastavalt mooduli struktuurile ja tootmisnõuetele.

Kaheastmelised vs. üheastmelised TEC-id

Tavaliselt kaalutakse kaheastmelist konfiguratsiooni, kui nõutav temperatuuride erinevus ületab üheastmelise konstruktsiooni praktilise ulatuse.

Rakendused

Infrapuna tuvastamine

 Kaheastmelised termoelektrilised jahutid võivad pakkuda infrapunadetektorite ja nendega seotud andurikomponentide lokaliseeritud temperatuuri reguleerimist, kui on vaja suuremat temperatuurierinevust.

CCD anduri jahutus

CCD-põhiste pildisüsteemide puhul võib termoelektriline jahutus hoida anduri kontrollitud töötemperatuuril, kus soojusvajadus ületab üheastmelise mooduli praktilise ulatuse.

Lennundus- ja satelliitside

Termoelektriliste moodulite tahkiskonstruktsiooni võib kaaluda kosmose- ja satelliitsideseadmete puhul, kus seadmete arhitektuur, vaba ruum ja vibratsiooninõuded piiravad tavapäraste mehaaniliste jahutussüsteemide kasutamist.

Meditsiini- ja laboriseadmed

Kaheastmelist termoelektritehnoloogiat saab rakendada biokeemilise analüüsi seadmetes ja laboratoorsetes külmetappides, mis nõuavad kontrollitud madala temperatuuri tingimusi.

Elektrooniliste komponentide testimine

TEC-moodulid võivad pakkuda kontrollitud termilist keskkonda elektrooniliste komponentide ja muude temperatuuritundlike seadmete madalatemperatuuriliste omaduste testimiseks.

Kohandatud arendus

X-Meritan toetab kohandatud termoelektrilisi mooduleid, mis põhinevad kliendi joonistel, näidistel, mõõtmetel ja rakendusnõuetel.

Tüüpiline arendusprotsess on järgmine:

Nõuete ülevaatus → Struktuuri projekteerimine → Näidistootmine → Toimivuse hindamine → Kinnitus → Tootmine

Uute konstruktsioonide puhul hõlmavad peamised tehnilised sisendid sihttemperatuuri vahemikku, soojuskoormust, saadaolevat paigaldusruumi, toitetingimusi ja kuuma poole kuumuse tagasilükkamise meetodit.

Tootmine ja kvaliteet

X-Meritani meeskonnal on pooljuhtide soojusjuhtimise alal enam kui 10-aastane kogemus, mis hõlmab termoelektriliste materjalide väljatöötamist, komponentide tootmist, kokkupanekut ja testimist.

Tootmisseadmed hõlmavad jootmis-, tagasivoolu-, väljastus-, lõikamis-, sulgemis-, kõvendus- ja trükkimisseadmeid, mida toetavad spetsiaalsed montaaži- ja testimisseadmed.

Kvaliteedijuhtimissüsteem järgib ISO 9001:2015. Kohaldatavate toodete ja konfiguratsioonide jaoks on saadaval RoHS- ja REACH-vastavusdokumendid, kusjuures konkreetsed dokumendid on kinnitatud vastavalt kaasasolevale moodulile.

Teave valiku kohta

Tehnilise hindamise ja TEC-i valimise jaoks on kasulik järgmine teave:

Toote joonise, olemasoleva mooduli või katseandmed saab esitada ka siis, kui uus moodul peab asendama või sobitama olemasoleva kujundusega.

KKK

Miks kasutada üheastmelise disaini asemel kaheastmelist TEC-d?

Kaheastmelisi termoelektrilisi jahuteid kaalutakse siis, kui üheastmeline moodul ei suuda tagada nõutavat külma külje seisundit määratud soojuskoormuse ja kuuma külje temperatuuri juures.

Kas kaheastmeline TEC võib töötada temperatuuril alla 0 °C?

Jah. Välistingimustes töötamine alla 0 °C on võimalik, kui mooduli konstruktsioon, soojuskoormus, kuumapoolsed tingimused ja juhtimissüsteem sobivad nõutava temperatuurivahemiku jaoks.

Millist teavet on vaja kaheastmelise TEC-i valimiseks?

Valimisel kasutatavate peamiste parameetrite hulka kuuluvad külma külje sihttemperatuur, kuuma poole temperatuur, soojuskoormus, saadaolevad mõõtmed, toiteallikas ja soojuse tagasilükkamise meetod.

Kas X-Meritan saab kohandada kaheastmelisi TEC-mooduleid?

Jah. X-Meritan saab välja töötada mooduleid vastavalt kliendi joonistele, näidistele, mõõtmenõuetele, elektritingimustele ja rakendusnõuetele.