半導体レーザTEC熱電冷却器の概要
リリース:ボコスオプトエレクトロニクス  時間:2024-04-01  ブラウズ:598
動作原理:
熱電冷凍装置は、通常、数組の直列接続されたp型とn型半導体熱電対からなる。直流電源を接続すると、熱電冷却装置の一端温度が低下し、他端温度が同時に上昇します。熱交換器などの様々な熱伝達方法を用いて連続的に散逸することにより、コールドデバイスのホットエンドの熱を自作することにより、デバイスのコールドエンドは作業環境からの熱を吸収し続ける。注目すべきは、この現象は完全に可逆的で、簡単に電流の方向を変えると熱が反対の方向に伝わることになります。したがって、1つの熱電冷凍装置に冷却と加熱機能を同時に実現することができる。
TEC熱電冷却器は、内部半導体P極、半導体N極及び導電性金属、並びに最上層及び下地層の温度交換用セラミック基板からなる。単一の熱電冷凍ペアの冷却能力は限られており、TECは通常10〜数十の冷凍ペアから構成されている。単一TECの熱端と冷端との温度差は60〜70°Cに達することができ、冷端温度は−20〜−10°Cに達することができる。より大きな温度差とより低いコールドエンド温度を得るためには、複数のTECを積層することができる。使用シーンや方法によって、さまざまな形状のTECが市販されています。
分類
TECの熱電冷凍製品には、単段熱電冷凍装置、多段熱電冷凍装置、マイクロ熱電冷凍装置、環状熱電冷凍装置などの種類が多く含まれている。
1.単級シリーズ:生産プロセスによって、通常シリーズ、大出力シリーズ、高温シリーズと回収可能シリーズ製品に分けられる。単級シリーズ製品はTECの標準製品で、より高い性能、より高い信頼性と多種多様性を持っている。広範な冷却能力、幾何形状と入力電力を提供でき、主に工業、実験室設備、医療、軍事などの分野に使用される。
2.多段シリーズ:主に温度差が大きいまたは温度要求が低い地域に用いられる。このタイプのTECは小さな冷却電力を持ち、中小冷房電力と大きな温度差が必要な場合に適している。赤外線検出、CCD、光電分野で一般的に使用されている。異なるスタック方式の設計は、深さ冷凍のニーズを満たすことができます。このタイプの冷蔵庫は、単段TECよりも大きな温度差を実現することができます。
3.マイクロシリーズ:高温、小空間環境に適応するために設計開発された。先進的な高性能熱電材料製造技術を用いて開発された製品。製品は通常、光通信業界のレーザー送信機、光受信機、ポンプレーザー、その他の製品に使用されています。
4.環状シリーズ:中冷却電力応用に適している。このシリーズ製品は、光学、機械的締結、または温度プローブの突起を収容するための熱側および冷側セラミックスの中心に円形の穴を有する。工業、電気機器、実験室、光電子機器などの分野で一般的に使用されている
従来の機械冷凍方法に比べて、熱電冷凍技術は冷媒を必要とせず、環境に配慮した固体冷凍方法である。それは体積が小さく、軽量、振動がなく、騒音がなく、温度制御が正確で、信頼性が高く、どんな角度でも動作できるなどの利点があり、熱電技術は重要な技術解決策の一つであり、一部の応用分野でもそうである。
能動冷却:熱電冷却は能動冷却方法であり、物体を環境温度以下に冷却することができ、これは通常の放熱器では実現できない。真空環境で多段熱電冷却器を使用することにより、−100°Cまで低い温度を実現することができる。
点対点冷房:熱電冷房構造はコンパクトで、小空間または小範囲内で正確な温度制御を実現することができ、さらに点対点冷房を実現することができ、これは他の冷房方法では実現できない。
高信頼性:熱電冷却には何の運動部品もなく、信頼性が高く、メンテナンスなしで長時間作業することができます。取り付け後の取り外しが容易でない、または長寿命のシステムに適しています。
正確な温度制御:熱電冷房は直流電源であり、冷房量は調節しやすい。入力電流を調整することにより、冷房量と温度の正確な制御を実現することができ、0.01°Cより優れた温度制御安定性を実現することができる。
冷却/加熱:熱電技術は冷却と加熱機能を同時に有する。同じシステムは、電流の方向を簡単に変更することで冷却モードと加熱モードを実現することができる。
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