کولرهای ترموالکتریک دو مرحله ای

خنک‌کننده‌های ترموالکتریک دو مرحله‌ای X-Meritan از ساختار سری دو مرحله‌ای استفاده می‌کنند که در آن اولین مرحله ترموالکتریک یک مرحله خنک‌کننده میانی برای مرحله دوم فراهم می‌کند. تحت شرایط عملیاتی مناسب، این پیکربندی آبشاری می‌تواند به اختلاف دمایی بیشتر از TEC تک مرحله‌ای دست یابد.

ماژول ها از عناصر ترموالکتریک حالت جامد و برق DC استفاده می کنند، بدون کمپرسور یا سایر قطعات مکانیکی متحرک. آنها برای کنترل دمای موضعی مناسب هستند که در آن ساختار فشرده، لرزش کم و عملیات کنترل شده در دمای پایین مورد نیاز است.

ساختار دو مرحله ای

یک TEC دو مرحله ای شامل دو مرحله ترموالکتریک است که از طریق یک رابط حرارتی میانی به هم متصل می شوند:

سمت سرد → مرحله اول → رابط میانی → مرحله دوم → سمت داغ

مرحله اول گرما را از ناحیه کنترل شده حذف می کند، در حالی که مرحله دوم گرما را به سمت گرم منتقل می کند. بنابراین مرحله دوم گرمای منتقل شده از مرحله اول و همچنین ورودی الکتریکی به ماژول را کنترل می کند.

اختلاف دمای قابل دستیابی به بار حرارتی، دمای سمت گرم، جریان عملیاتی و شرایط دفع گرما بستگی دارد.

ساختار ماژول

بستر سرامیکی

زیرلایه های سرامیکی اکسید آلومینیوم (Al2O3) عایق الکتریکی و پشتیبانی ساختاری برای ماژول ترموالکتریک در حالی که سطوح حرارتی بین عناصر ترموالکتریک و سیستم حرارتی خارجی را تشکیل می دهند.

عناصر ترموالکتریک P-N

عناصر نیمه هادی نوع P و نوع N هسته ترموالکتریک را تشکیل می دهند و تبدیل الکتریکی و حرارتی مورد نیاز برای خنک سازی را فراهم می کنند. X-Meritan از مواد ترموالکتریک مبتنی بر Bi2Te3 برای کاربردهای کنترل دمای محیط و دمای پایین استفاده می کند.

رابط حرارتی متوسط

دو مرحله ترموالکتریک به صورت مکانیکی و حرارتی از طریق یک رابط میانی به هم متصل می شوند. هنگام طراحی ماژول کامل باید ویژگی های حرارتی و مکانیکی آن در نظر گرفته شود.

اتصال برق DC

ماژول از منبع تغذیه جریان مستقیم کار می کند. پیکربندی الکتریکی، سیم‌های برق و شرایط عملیاتی با توجه به ساختار ماژول و الزامات برنامه تعیین می‌شوند.

مواد ترموالکتریک

X-Meritan دارای قابلیت هایی در زمینه توسعه مواد ترموالکتریک، تولید، ساخت قطعات، مونتاژ و آزمایش است. اجزای TEC آن از مواد مبتنی بر Bi2Te3-Sb2Te3 اکسترود شده استفاده می کنند.

فرآیند اکستروژن تغییر شکل پلاستیکی با فشار بالا را برای تشکیل یک ساختار متراکم و بافت اعمال می کند. این از فرآیندهای برش و نازک شدن بعدی پشتیبانی می کند و امکان تولید عناصر ترموالکتریک کوچک را فراهم می کند.

درجه مواد نهایی و ابعاد عنصر با توجه به ساختار ماژول و الزامات ساخت انتخاب می شوند.

TEC های دو مرحله ای در مقابل تک مرحله ای

یک پیکربندی دو مرحله ای معمولاً زمانی در نظر گرفته می شود که اختلاف دمای مورد نیاز از محدوده عملی یک طراحی تک مرحله ای فراتر رود.

برنامه های کاربردی

تشخیص مادون قرمز

 خنک‌کننده‌های ترموالکتریک دو مرحله‌ای می‌توانند کنترل دمای موضعی را برای آشکارسازهای مادون قرمز و اجزای حسگر مربوطه در مواردی که به اختلاف دمای بیشتری نیاز است، ارائه دهند.

خنک کننده سنسور CCD

برای سیستم‌های تصویربرداری مبتنی بر CCD، خنک‌سازی ترموالکتریک می‌تواند حسگر را در دمای عملیاتی کنترل‌شده‌ای حفظ کند، جایی که نیاز حرارتی از محدوده عملی یک ماژول تک مرحله‌ای فراتر رود.

هوافضا و ارتباطات ماهواره ای

ساخت حالت جامد ماژول های ترموالکتریک را می توان برای تجهیزات ارتباطی هوافضا و ماهواره ای در نظر گرفت که در آن معماری تجهیزات، فضای موجود و الزامات ارتعاشی استفاده از سیستم های خنک کننده مکانیکی معمولی را محدود می کند.

تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی

فناوری ترموالکتریک دو مرحله‌ای را می‌توان برای تجهیزات آنالیز بیوشیمیایی و مراحل سرد آزمایشگاهی که به شرایط دمای پایین کنترل‌شده نیاز دارند، اعمال کرد.

تست قطعات الکترونیکی

ماژول‌های TEC می‌توانند یک محیط حرارتی کنترل‌شده را برای آزمایش ویژگی‌های دمای پایین قطعات الکترونیکی و سایر دستگاه‌های حساس به دما فراهم کنند.

توسعه سفارشی

X-Meritan از ماژول های ترموالکتریک سفارشی شده بر اساس نقشه های مشتری، نمونه ها، ابعاد و الزامات کاربردی پشتیبانی می کند.

یک فرآیند معمولی توسعه عبارت است از:

بررسی الزامات → طراحی سازه → تولید نمونه → ارزیابی عملکرد → تأیید → تولید

برای طرح‌های جدید، ورودی‌های مهندسی کلیدی شامل محدوده دمایی هدف، بار حرارتی، فضای نصب در دسترس، شرایط توان و روش دفع گرما در سمت گرم است.

تولید و کیفیت

تیم X-Meritan بیش از 10 سال تجربه در مدیریت حرارتی نیمه هادی دارد، با قابلیت هایی در زمینه توسعه مواد ترموالکتریک، ساخت قطعات، مونتاژ و آزمایش.

تجهیزات تولید شامل تجهیزات لحیم کاری، جریان مجدد، توزیع، برش، آب بندی، پخت و چاپ است که توسط امکانات اختصاصی مونتاژ و آزمایش پشتیبانی می شود.

سیستم مدیریت کیفیت از ISO 9001:2015 پیروی می کند. اسناد انطباق با RoHS و REACH برای محصولات و پیکربندی‌های قابل‌اجرا در دسترس است و مستندات خاصی مطابق با ماژول ارائه‌شده تأیید شده است.

اطلاعات انتخاب

برای ارزیابی مهندسی و انتخاب TEC، اطلاعات زیر مفید است:

زمانی که ماژول جدید نیاز به جایگزینی یا مطابقت با طرح موجود داشته باشد، می‌توان نقشه محصول، ماژول موجود یا داده‌های آزمایشی را نیز ارائه کرد.

سوالات متداول

چرا به جای طراحی تک مرحله ای از TEC دو مرحله ای استفاده کنیم؟

خنک‌کننده‌های ترموالکتریک دو مرحله‌ای زمانی در نظر گرفته می‌شوند که یک ماژول تک مرحله‌ای نتواند شرایط مورد نیاز سمت سرد را تحت بار حرارتی مشخص شده و دمای سمت گرم فراهم کند.

آیا TEC دو مرحله ای می تواند در دمای زیر صفر درجه سانتی گراد کار کند؟

بله. عملیات زیر محیطی زیر صفر درجه سانتیگراد زمانی امکان پذیر است که طراحی ماژول، بار حرارتی، شرایط سمت گرم و سیستم کنترل برای محدوده دمایی مورد نیاز مناسب باشد.

برای انتخاب TEC دو مرحله ای چه اطلاعاتی لازم است؟

دمای سمت سرد هدف، دمای سمت گرم، بار حرارتی، ابعاد موجود، منبع تغذیه و روش دفع حرارت از جمله پارامترهای اصلی مورد استفاده برای انتخاب هستند.

آیا X-Meritan می تواند ماژول های TEC دو مرحله ای را سفارشی کند؟

بله. X-Meritan می تواند ماژول ها را با توجه به نقشه های مشتری، نمونه ها، نیازهای ابعادی، شرایط الکتریکی و الزامات برنامه توسعه دهد.