Introdução ao Resfriador Termoelétrico TEC para Diodos Laser

TEC (Thermo Electric Cooler) é um refrigerador termoelétrico ou refrigerador termoelétrico. Também é chamado de chip de refrigeração TEC porque se parece com um dispositivo de chip.

A tecnologia de refrigeração termoelétrica semicondutora é uma tecnologia de conversão de energia que usa o efeito Peltier de materiais semicondutores para obter refrigeração ou aquecimento. É amplamente utilizado em optoeletrônica, indústria eletrônica, biomedicina, eletrodomésticos e outros campos. O chamado efeito Peltier refere-se ao fenômeno de que quando uma corrente DC passa através de um par galvânico composto por dois materiais semicondutores, uma extremidade absorve calor e a outra extremidade libera calor em ambas as extremidades do par galvânico.

princípio de trabalho:

Os dispositivos de refrigeração termoelétrica são geralmente compostos por vários pares de termopares semicondutores do tipo p e n conectados em série. Quando uma fonte de alimentação CC é conectada, a temperatura de uma extremidade do dispositivo de resfriamento termoelétrico diminuirá, enquanto a temperatura da outra extremidade aumentará ao mesmo tempo. Ao usar vários métodos de transferência de calor, como trocadores de calor, para dissipar continuamente o calor da extremidade quente do dispositivo de refrigeração, a extremidade fria do dispositivo continuará a absorver o calor do ambiente de trabalho. Vale ressaltar que esse fenômeno é totalmente reversível, a simples mudança do sentido da corrente pode fazer com que o calor seja transferido no sentido oposto. Portanto, ambas as funções de resfriamento e aquecimento podem ser alcançadas simultaneamente em um dispositivo de refrigeração termoelétrico.

O resfriador termoelétrico TEC é composto por pólo P semicondutor interno, pólo N semicondutor e metal condutor, além de substrato cerâmico para troca de temperatura nas camadas superior e inferior. A capacidade de resfriamento de um único par de refrigeração termoelétrica é limitada e o TEC é geralmente composto de uma dúzia a dezenas de pares de refrigeração. A diferença de temperatura entre as extremidades quente e fria de um único TEC pode atingir 60~70°C, e a temperatura da extremidade fria pode atingir -20~-10°C. Se você deseja obter uma diferença de temperatura maior e uma temperatura final fria mais baixa, você pode empilhar vários TECs. TECs de vários formatos estão disponíveis no mercado dependendo dos cenários e métodos de uso.

Classificação:

A TEC possui uma ampla gama de produtos de refrigeração termoelétrica, incluindo dispositivos de refrigeração termoelétrica de estágio único, dispositivos de refrigeração termoelétrica de vários estágios, dispositivos de refrigeração microtermelétrica, dispositivos de refrigeração termoelétrica anular e outros tipos.

1. Série de estágio único: De acordo com diferentes processos de produção, é dividida em séries convencionais, séries de alta potência, séries de alta temperatura e produtos de séries recicláveis. Os produtos da série de estágio único são produtos TEC padrão, que apresentam maior desempenho, maior confiabilidade e uma variedade de disponíveis em uma ampla gama de capacidade de resfriamento, geometria e potência de entrada, são usados ​​principalmente em equipamentos industriais, de laboratório, médicos, militares e outros campos.

2. Série de vários estágios: usada principalmente em áreas com grandes diferenças de temperatura ou requisitos de baixa temperatura. Este tipo de TEC possui pequeno poder de refrigeração e é indicado para ocasiões que necessitam de pequeno e médio poder de refrigeração e grandes diferenças de temperatura. Normalmente usado em detecção de IR, CCD e campos fotoelétricos. O projeto de diferentes métodos de empilhamento pode atender às necessidades de refrigeração profunda. Este tipo de refrigerador pode atingir uma diferença de temperatura maior do que um TEC de estágio único.

3. Série Micro: Projetada e desenvolvida para atender ambientes de alta temperatura e espaços pequenos. Produtos desenvolvidos utilizando processos avançados de fabricação de materiais termoelétricos de alto desempenho. Produtos normalmente usados ​​em transmissores de laser, receptores ópticos, bombas de laser e outros produtos na indústria de comunicação óptica.

4. Série de anéis: Adequado para aplicações de potência de resfriamento médio. Esta série de produtos possui um furo circular no centro da cerâmica do lado quente e frio para acomodar saliências para fixação óptica, mecânica ou sondas de temperatura. Normalmente usado em equipamentos industriais, elétricos, de laboratório e equipamentos optoeletrônicos e outros campos

Em comparação com os métodos tradicionais de refrigeração mecânica, a tecnologia de refrigeração termoelétrica não requer nenhum refrigerante e é um método de refrigeração de estado sólido ecologicamente correto. Possui tamanho pequeno, peso leve, sem vibração, sem ruído, controle preciso de temperatura, alta confiabilidade e pode ser Com vantagens como trabalhar em qualquer ângulo, a tecnologia termoelétrica é uma das soluções técnicas importantes mesmo em determinados campos de aplicação.

Resfriamento ativo: O resfriamento termoelétrico é um método de resfriamento ativo que pode resfriar objetos abaixo da temperatura ambiente, o que é impossível com radiadores comuns. Ao usar resfriadores termoelétricos de múltiplos estágios em um ambiente de vácuo, temperaturas ainda mais baixas podem ser alcançadas, até -100°C.

Refrigeração ponto a ponto: A refrigeração termoelétrica possui uma estrutura compacta e pode obter controle preciso de temperatura em um pequeno espaço ou faixa, podendo até atingir refrigeração ponto a ponto, o que não pode ser alcançado por outros métodos de refrigeração.

Alta confiabilidade: A refrigeração termoelétrica não possui partes móveis, possui alta confiabilidade e pode funcionar por muito tempo sem manutenção. É adequado para sistemas que não são fáceis de desmontar após a instalação ou que requerem uma longa vida útil.

Controle preciso de temperatura: A refrigeração termoelétrica é uma fonte de alimentação CC e a capacidade de resfriamento é fácil de ajustar. Ao ajustar a corrente de entrada, é possível obter um controle preciso da capacidade de resfriamento e da temperatura, alcançando uma estabilidade de controle de temperatura melhor que 0,01°C.

Resfriamento/aquecimento: A tecnologia termoelétrica possui funções de resfriamento e aquecimento. O mesmo sistema pode atingir os modos de resfriamento e aquecimento simplesmente alterando a direção da corrente.