半导体激光器TEC热电冷却器简介
发布:博科斯光电  时间:2024-04-01  浏览:597
工作原理:
热电制冷装置通常由几对串联的p型和n型半导体热电偶组成。当连接直流电源时,热电冷却装置的一端温度会降低,而另一端温度会同时升高。通过使用诸如热交换器的各种热传递方法来连续地耗散来自制冷设备的热端的热量,设备的冷端将继续吸收来自工作环境的热量。值得注意的是,这种现象是完全可逆的,简单地改变电流的方向就会导致热量向相反的方向传递。因此,可以在一个热电制冷装置上同时实现冷却和加热功能。
TEC热电冷却器由内部半导体P极、半导体N极和导电金属以及顶层和底层用于温度交换的陶瓷衬底组成。单个热电制冷对的冷却能力是有限的,TEC通常由十几到几十个制冷对组成。单个TEC的热端和冷端之间的温差可以达到60~70°C,冷端温度可以达到-20~-10°C。如果想要获得更大的温差和更低的冷端温度,可以堆叠多个TEC。根据使用场景和方法,市场上有各种形状的TEC。
分类
TEC的热电制冷产品种类繁多,包括单级热电制冷装置、多级热电制冷装置,微型热电制冷装置和环形热电制冷装置等类型。
1.单级系列:根据生产工艺的不同,分为常规系列、大功率系列、高温系列和可回收系列产品。单级系列产品是TEC的标准产品,具有更高的性能、更高的可靠性和多种多样性。可提供广泛的冷却能力、几何形状和输入功率,主要用于工业、实验室设备、医疗、军事等领域。
2.多级系列:主要用于温差大或温度要求低的地区。这种类型的TEC具有小的冷却功率,适合于需要中小制冷功率和大温差的场合。通常用于红外探测、CCD和光电领域。不同堆叠方式的设计可以满足深度制冷的需求。这种类型的冰箱可以实现比单级TEC更大的温差。
3.微型系列:专为适应高温、小空间环境而设计开发。采用先进的高性能热电材料制造工艺开发的产品。产品通常用于光通信行业的激光发射器、光接收器、泵浦激光器和其他产品。
4.环形系列:适用于中等冷却功率应用。该系列产品在热侧和冷侧陶瓷的中心有一个圆孔,用于容纳光学、机械紧固或温度探针的突起。通常用于工业、电气设备、实验室和光电子设备等领域
与传统的机械制冷方法相比,热电制冷技术不需要任何制冷剂,是一种环保的固态制冷方法。它具有体积小、重量轻、无振动、无噪音、温度控制精确、可靠性高、可以在任何角度工作等优点,热电技术是重要的技术解决方案之一,即使在某些应用领域也是如此。
主动冷却:热电冷却是一种主动冷却方法,可以将物体冷却到环境温度以下,这是普通散热器无法实现的。通过在真空环境中使用多级热电冷却器,可以实现更低的温度,低至-100°C。
点对点制冷:热电制冷结构紧凑,可以在小空间或小范围内实现精确的温度控制,甚至可以实现点对点的制冷,这是其他制冷方法无法实现的。
高可靠性:热电制冷没有任何运动部件,可靠性高,可以长时间工作而无需维护。适用于安装后不易拆卸或使用寿命长的系统。
精确的温度控制:热电制冷是直流电源,制冷量易于调节。通过调节输入电流,可以实现对制冷量和温度的精确控制,实现优于0.01°C的温度控制稳定性。
冷却/加热:热电技术同时具有冷却和加热功能。同一系统可以通过简单地改变电流的方向来实现冷却和加热模式。
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