2 段熱電冷却器

X-Meritan の 2 ステージ熱電クーラーは、最初の熱電ステージが 2 番目の熱電ステージの中間冷却ステージを提供する 2 ステージ直列構造を使用しています。適切な動作条件下では、このカスケード構成は単段 TEC よりも大きな温度差を達成できます。

このモジュールはソリッドステートの熱電素子と DC 電源を使用しており、コンプレッサーやその他の可動機械部品は使用していません。これらは、コンパクトな構造、低振動、制御された低温動作が必要な局所的な温度制御に適しています。

2段構造

2 ステージ TEC は、中間熱インターフェイスを介して接続された 2 つの熱電ステージで構成されます。

コールドサイド → 第一ステージ → 中間界面 → 第二ステージ → ホットサイド

第 1 段階では制御領域から熱が除去され、第 2 段階では高温側に熱が伝達されます。したがって、第 2 ステージは、第 1 ステージから伝達される熱とモジュールへの電気入力を処理します。

達成可能な温度差は、熱負荷、ホットサイド温度、動作電流、および熱排除条件によって異なります。

モジュール構造

セラミック基板

酸化アルミニウム (Al2O3) セラミック基板は、熱電素子と外部熱システムの間に熱表面を形成しながら、熱電モジュールに電気絶縁と構造的サポートを提供します。

P-N 熱電素子

P 型および N 型の半導体素子は熱電コアを形成し、冷却に必要な電気と熱の変換を行います。 X-Meritan は、周囲温度および低温の温度制御用途に Bi₂Te₃ ベースの熱電材料を使用しています。

中間熱インターフェース

2 つの熱電ステージは、中間インターフェースを介して機械的および熱的に接続されています。完全なモジュールを設計する際には、その熱的および機械的特性を考慮する必要があります。

DC電源接続

モジュールは直流電源で動作します。電気構成、電源リード線、および動作条件は、モジュールの構造とアプリケーションの要件に従って決定されます。

熱電材料

X-Meritan は、熱電材料の開発、生産、コンポーネントの製造、組み立て、テストをカバーする能力を備えています。その TEC コンポーネントには、Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ ベースの押出成形材料が使用されています。

押出プロセスでは、高圧の塑性変形を適用して、緻密でテクスチャーのある構造を形成します。これにより、後続の切断および薄化プロセスがサポートされ、小型の熱電素子の製造が可能になります。

最終的な材料グレードと要素の寸法は、モジュールの構造と製造要件に従って選択されます。

2 段階 TEC と 1 段階 TEC

必要な温度差が 1 段設計の実際的な範囲を超える場合は、2 段構成が一般に検討されます。

アプリケーション

赤外線検出

 2 段階熱電冷却器は、より大きな温度差が必要な赤外線検出器および関連するセンシング コンポーネントの局所的な温度制御を提供できます。

CCDセンサーの冷却

CCD ベースのイメージング システムの場合、熱電冷却により、熱要件が単一ステージ モジュールの実用範囲を超える制御された動作温度にセンサーを維持できます。

航空宇宙および衛星通信

熱電モジュールのソリッドステート構造は、機器のアーキテクチャ、利用可能なスペース、振動要件により従来の機械冷却システムの使用が制限される航空宇宙および衛星通信機器に検討できます。

医療および実験装置

2 段階熱電技術は、制御された低温条件が必要な生化学分析装置や実験室のコールドステージに適用できます。

電子部品の試験

TEC モジュールは、電子部品やその他の温度に敏感なデバイスの低温特性テストのために、制御された熱環境を提供できます。

カスタム開発

X-Meritan は、顧客の図面、サンプル、寸法、アプリケーション要件に基づいてカスタマイズされた熱電モジュールをサポートします。

一般的な開発プロセスは次のとおりです。

要件検討→構造設計→サンプル製作→性能評価→確認→製作

新しい設計の場合、主要なエンジニアリング入力には、目標温度範囲、熱負荷、利用可能な設置スペース、電力条件、およびホットサイドの熱除去方法が含まれます。

生産と品質

X-Meritan チームは、半導体の熱管理において 10 年以上の経験があり、熱電材料の開発、コンポーネントの製造、組み立て、テストをカバーする能力を備えています。

生産設備には、はんだ付け、リフロー、ディスペンス、切断、封止、硬化、印刷設備が含まれており、専用の組立およびテスト設備によってサポートされています。

品質マネジメントシステムはISO 9001:2015に準拠しています。該当する製品および構成については、RoHS および REACH 準拠の文書が利用可能であり、提供されたモジュールに従って特定の文書が確認されています。

選定情報

エンジニアリング評価と TEC の選択には、次の情報が役に立ちます。

新しいモジュールで既存の設計を置き換えたり一致させたりする必要がある場合は、製品図面、既存のモジュール、またはテスト データも提供できます。

よくある質問

1 段設計ではなく 2 段 TEC を使用するのはなぜですか?

2 ステージ熱電クーラーは、指定された熱負荷とホットサイド温度の下で、1 ステージモジュールが必要なコールドサイド条件を提供できない場合に検討されます。

2 ステージ TEC は 0°C 未満でも動作できますか?

はい。モジュール設計、熱負荷、ホットサイド条件、および制御システムが必要な温度範囲に適している場合、0°C 未満の周囲温度以下での動作が可能です。

2 段階 TEC を選択するにはどのような情報が必要ですか?

選択に使用される主なパラメータには、目標コールド側温度、ホット側温度、熱負荷、利用可能な寸法、電源、および熱排除方法があります。

X-Meritan は 2 段階の TEC モジュールをカスタマイズできますか?

はい。 X-Meritan は、顧客の図面、サンプル、寸法要件、電気的条件、アプリケーション要件に従ってモジュールを開発できます。