Inleiding tot de TEC thermo-elektrische koeler voor laserdiodes

TEC (Thermo Electric Cooler) is een thermo-elektrische koeler of thermo-elektrische koeler. Het wordt ook wel een TEC-koelchip genoemd omdat het op een chipapparaat lijkt.

Halfgeleider thermo-elektrische koeltechnologie is een energieconversietechnologie die gebruik maakt van het Peltier-effect van halfgeleidermaterialen om koeling of verwarming te bereiken. Het wordt veel gebruikt in de opto-elektronica, de elektronica-industrie, de biogeneeskunde, consumentenapparatuur en andere gebieden. Het zogenaamde Peltier-effect verwijst naar het fenomeen dat wanneer een gelijkstroom door een galvanisch koppel gaat dat bestaat uit twee halfgeleidermaterialen, het ene uiteinde warmte absorbeert en het andere uiteinde warmte afgeeft aan beide uiteinden van het galvanische paar.

werkend principe:

Thermo-elektrische koelapparaten bestaan ​​gewoonlijk uit verschillende paren p- en n-type halfgeleiderthermokoppels die in serie zijn geschakeld. Wanneer een gelijkstroomvoeding is aangesloten, zal de temperatuur aan het ene uiteinde van het thermo-elektrische koelapparaat afnemen, terwijl de temperatuur aan het andere uiteinde tegelijkertijd zal stijgen. Door verschillende methoden voor warmteoverdracht te gebruiken, zoals warmtewisselaars, om continu warmte van het hete uiteinde van het koelapparaat af te voeren, zal het koude uiteinde van het apparaat warmte uit de werkomgeving blijven absorberen. Het is vermeldenswaard dat dit fenomeen volledig omkeerbaar is; simpelweg het veranderen van de richting van de stroom kan ervoor zorgen dat de warmte in de tegenovergestelde richting wordt overgedragen. Daarom kunnen zowel koel- als verwarmingsfuncties tegelijkertijd worden bereikt op één thermo-elektrisch koelapparaat.

De TEC thermo-elektrische koeler bestaat uit een interne halfgeleider P-pool, halfgeleider N-pool en geleidend metaal, evenals een keramisch substraat voor temperatuuruitwisseling op de bovenste en onderste lagen. De koelcapaciteit van een enkel thermo-elektrisch koelpaar is beperkt, en TEC bestaat doorgaans uit tientallen tot tientallen koelparen. Het temperatuurverschil tussen de warme en koude uiteinden van een enkele TEC kan 60 ~ 70 ° C bereiken, en de temperatuur aan het koude uiteinde kan -20 ~ -10 ° C bereiken. Als u een groter temperatuurverschil en een lagere koude eindtemperatuur wilt verkrijgen, kunt u meerdere TEC's stapelen. TEC's in verschillende vormen zijn op de markt verkrijgbaar, afhankelijk van de gebruiksscenario's en methoden.

Classificatie:

TEC heeft een breed scala aan thermo-elektrische koelproducten, waaronder eentraps thermo-elektrische koelapparaten, meertraps thermo-elektrische koelapparaten, micro-thermo-elektrische koelapparaten, ringvormige thermo-elektrische koelapparaten en andere typen.

1. Eentrapsserie: volgens verschillende productieprocessen is deze verdeeld in conventionele series, krachtige series, hogetemperatuurseries en recyclebare serieproducten. Eentrapsserieproducten zijn standaard TEC-producten, die hogere prestaties, hogere betrouwbaarheid en een verscheidenheid aan mogelijkheden bieden. Verkrijgbaar in een breed scala aan koelcapaciteit, geometrie en ingangsvermogen, worden ze voornamelijk gebruikt in industriële apparatuur, laboratoriumapparatuur, medische, militaire en andere velden.

2. Meertrapsserie: voornamelijk gebruikt in gebieden met grote temperatuurverschillen of lage temperatuurvereisten. Dit type TEC heeft een klein koelvermogen en is geschikt voor gelegenheden waarbij een klein en middelgroot koelvermogen en grote temperatuurverschillen nodig zijn. Typisch gebruikt bij IR-detectie, CCD en foto-elektrische velden. Het ontwerp van verschillende stapelmethoden kan voldoen aan de behoeften van diepe koeling. Dit type koelkast kan een groter temperatuurverschil bereiken dan een eentraps TEC.

3. Micro-serie: ontworpen en ontwikkeld voor omgevingen met hoge temperaturen en kleine ruimtes. Producten ontwikkeld met behulp van geavanceerde productieprocessen van hoogwaardige thermo-elektrische materialen. Producten die doorgaans worden gebruikt in laserzenders, optische ontvangers, pomplasers en andere producten in de optische communicatie-industrie.

4. Ringserie: geschikt voor toepassingen met gemiddeld koelvermogen. Deze serie producten heeft een rond gat in het midden van het keramiek aan de warme en koude zijde om uitsteeksels op te vangen voor optische, mechanische bevestiging of temperatuursondes. Meestal gebruikt in industriële, elektrische apparatuur, laboratorium- en opto-elektronische apparatuur en andere gebieden

Vergeleken met traditionele mechanische koelmethoden vereist de thermo-elektrische koeltechnologie geen koelmiddel en is het een milieuvriendelijke vaste-stof-koelmethode. Het heeft een klein formaat, een laag gewicht, geen trillingen, geen geluid, nauwkeurige temperatuurregeling, hoge betrouwbaarheid en kan worden gebruikt. Met voordelen zoals werken onder elke hoek is thermo-elektrische technologie een van de belangrijke technische oplossingen, zelfs in bepaalde toepassingsgebieden.

Actieve koeling: Thermo-elektrische koeling is een actieve koelmethode waarmee objecten tot onder de omgevingstemperatuur kunnen worden gekoeld, wat met gewone radiatoren niet mogelijk is. Door het gebruik van meertraps thermo-elektrische koelers in een vacuümomgeving kunnen nog lagere temperaturen worden bereikt, tot -100°C.

Point-to-point koeling: Thermo-elektrische koeling heeft een compacte structuur en kan een nauwkeurige temperatuurregeling in een kleine ruimte of bereik bereiken, en kan zelfs point-to-point koeling bereiken, wat niet kan worden bereikt met andere koelmethoden.

Hoge betrouwbaarheid: Thermo-elektrische koeling heeft geen bewegende delen, heeft een hoge betrouwbaarheid en kan lange tijd zonder onderhoud werken. Het is geschikt voor systemen die na installatie niet eenvoudig te demonteren zijn of een lange levensduur vereisen.

Nauwkeurige temperatuurregeling: thermo-elektrische koeling is een gelijkstroomvoeding en de koelcapaciteit is eenvoudig aan te passen. Door de ingangsstroom aan te passen, kan een nauwkeurige regeling van de koelcapaciteit en de temperatuur worden bereikt, waardoor een stabiliteit van de temperatuurregeling wordt bereikt die beter is dan 0,01 °C.

Koelen/verwarmen: Thermo-elektrische technologie heeft zowel koel- als verwarmingsfuncties. Hetzelfde systeem kan zowel koel- als verwarmingsmodi bereiken door simpelweg de richting van de stroom te veranderen.