Einführung in den thermoelektrischen Kühler von TEC für Laserdioden

TEC (Thermo Electric Cooler) ist ein thermoelektrischer Kühler oder thermoelektrischer Kühler. Er wird auch TEC-Kühlchip genannt, weil er wie ein Chip-Gerät aussieht.

Die thermoelektrische Halbleiter-Kühltechnologie ist eine Energieumwandlungstechnologie, die den Peltier-Effekt von Halbleitermaterialien nutzt, um Kühlung oder Heizung zu erreichen. Es wird häufig in der Optoelektronik, der Elektronikindustrie, der Biomedizin, Verbrauchergeräten und anderen Bereichen eingesetzt. Der sogenannte Peltier-Effekt bezieht sich auf das Phänomen, dass, wenn ein Gleichstrom durch ein galvanisches Paar aus zwei Halbleitermaterialien fließt, ein Ende Wärme absorbiert und das andere Ende an beiden Enden des galvanischen Paares Wärme abgibt.

Arbeitsprinzip:

Thermoelektrische Kühlgeräte bestehen üblicherweise aus mehreren in Reihe geschalteten Paaren p- und n-Halbleiter-Thermoelementen. Wenn eine Gleichstromversorgung angeschlossen ist, sinkt die Temperatur an einem Ende des thermoelektrischen Kühlgeräts, während gleichzeitig die Temperatur am anderen Ende ansteigt. Durch den Einsatz verschiedener Wärmeübertragungsmethoden wie Wärmetauscher zur kontinuierlichen Wärmeableitung vom heißen Ende des Kühlgeräts nimmt das kalte Ende des Geräts weiterhin Wärme aus der Arbeitsumgebung auf. Es ist erwähnenswert, dass dieses Phänomen vollständig reversibel ist. Eine einfache Änderung der Stromrichtung kann dazu führen, dass die Wärme in die entgegengesetzte Richtung übertragen wird. Somit können an einem thermoelektrischen Kältegerät sowohl Kühl- als auch Heizfunktionen gleichzeitig realisiert werden.

Der thermoelektrische Kühler von TEC besteht aus einem internen Halbleiter-P-Pol, einem Halbleiter-N-Pol und leitfähigem Metall sowie einem Keramiksubstrat für den Temperaturaustausch auf der oberen und unteren Schicht. Die Kühlkapazität eines einzelnen thermoelektrischen Kühlpaares ist begrenzt, und TEC besteht im Allgemeinen aus einem Dutzend bis Dutzenden Kühlpaaren. Der Temperaturunterschied zwischen dem heißen und dem kalten Ende eines einzelnen TEC kann 60 bis 70 °C erreichen, und die Temperatur am kalten Ende kann -20 bis -10 °C erreichen. Wenn Sie einen größeren Temperaturunterschied und eine niedrigere Kaltendtemperatur erzielen möchten, können Sie mehrere TECs stapeln. Abhängig von den Einsatzszenarien und -methoden sind TECs in verschiedenen Formen auf dem Markt erhältlich.

Einstufung:

TEC verfügt über eine breite Palette thermoelektrischer Kühlprodukte, darunter einstufige thermoelektrische Kühlgeräte, mehrstufige thermoelektrische Kühlgeräte, mikrothermoelektrische Kühlgeräte, ringförmige thermoelektrische Kühlgeräte und andere Typen.

1. Einstufige Serie: Je nach Produktionsprozess wird sie in konventionelle Serien, Hochleistungsserien, Hochtemperaturserien und recycelbare Serienprodukte unterteilt. Einstufige Serienprodukte sind Standard-TEC-Produkte mit höherer Leistung, höherer Zuverlässigkeit und einer Vielzahl von Kühlkapazitäten, Geometrien und Eingangsleistungen. Sie werden hauptsächlich in der Industrie, in Laborgeräten, in der Medizin, im Militär usw. eingesetzt andere Felder.

2. Mehrstufige Serie: Wird hauptsächlich in Bereichen mit großen Temperaturunterschieden oder niedrigen Temperaturanforderungen eingesetzt. Dieser TEC-Typ verfügt über eine geringe Kühlleistung und eignet sich für Anlässe, die eine kleine und mittlere Kühlleistung und große Temperaturunterschiede erfordern. Wird typischerweise in IR-Detektions-, CCD- und fotoelektrischen Bereichen verwendet. Das Design verschiedener Stapelmethoden kann den Anforderungen der Tiefkühlung gerecht werden. Dieser Kühlschranktyp kann einen größeren Temperaturunterschied erreichen als ein einstufiger TEC.

3. Micro-Serie: Entwickelt und entwickelt für Umgebungen mit hohen Temperaturen und kleinem Raum. Produkte, die mithilfe fortschrittlicher Herstellungsverfahren für thermoelektrische Hochleistungsmaterialien entwickelt wurden. Produkte, die typischerweise in Lasersendern, optischen Empfängern, Pumplasern und anderen Produkten in der optischen Kommunikationsindustrie verwendet werden.

4. Ringserie: Geeignet für Anwendungen mit mittlerer Kühlleistung. Diese Produktserie verfügt über ein kreisförmiges Loch in der Mitte der Keramik auf der heißen und kalten Seite, um Vorsprünge für optische, mechanische Befestigungen oder Temperaturfühler aufzunehmen. Wird typischerweise in Industrie-, Elektro-, Labor- und optoelektronischen Geräten und anderen Bereichen eingesetzt

Im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Kühlmethoden benötigt die thermoelektrische Kühltechnologie kein Kältemittel und ist eine umweltfreundliche Festkörper-Kühlmethode. Es zeichnet sich durch geringe Größe, geringes Gewicht, keine Vibrationen, keine Geräusche, eine präzise Temperaturregelung, eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aus. Mit Vorteilen wie dem Arbeiten in jedem Winkel ist die thermoelektrische Technologie auch in bestimmten Anwendungsbereichen eine der wichtigsten technischen Lösungen.

Aktive Kühlung: Thermoelektrische Kühlung ist eine aktive Kühlmethode, mit der Objekte unter die Umgebungstemperatur gekühlt werden können, was mit herkömmlichen Heizkörpern nicht möglich ist. Durch den Einsatz mehrstufiger thermoelektrischer Kühler in einer Vakuumumgebung können noch niedrigere Temperaturen bis zu -100 °C erreicht werden.

Punkt-zu-Punkt-Kühlung: Die thermoelektrische Kühlung hat eine kompakte Struktur und kann eine präzise Temperaturregelung auf kleinem Raum oder Bereich erreichen und sogar eine Punkt-zu-Punkt-Kühlung erreichen, die mit anderen Kühlmethoden nicht erreicht werden kann.

Hohe Zuverlässigkeit: Die thermoelektrische Kühlung verfügt über keine beweglichen Teile, ist sehr zuverlässig und kann lange Zeit ohne Wartung arbeiten. Es eignet sich für Systeme, die nach der Installation nicht einfach zu demontieren sind oder eine lange Lebensdauer erfordern.

Präzise Temperaturregelung: Die thermoelektrische Kühlung erfolgt über eine Gleichstromversorgung und die Kühlleistung lässt sich leicht einstellen. Durch die Anpassung des Eingangsstroms kann eine präzise Steuerung der Kühlleistung und Temperatur erreicht werden, wodurch eine Temperaturregelstabilität von besser als 0,01 °C erreicht wird.

Kühlen/Heizen: Die thermoelektrische Technologie verfügt sowohl über Kühl- als auch Heizfunktionen. Das gleiche System kann durch einfaches Ändern der Stromrichtung sowohl den Kühl- als auch den Heizmodus erreichen.