Máy làm mát nhiệt điện hai giai đoạn

Bộ làm mát nhiệt điện hai giai đoạn của X-Meritan sử dụng cấu trúc chuỗi hai giai đoạn, trong đó giai đoạn nhiệt điện đầu tiên cung cấp giai đoạn làm mát trung gian cho giai đoạn thứ hai. Trong điều kiện vận hành phù hợp, cấu hình xếp tầng này có thể đạt được chênh lệch nhiệt độ lớn hơn so với TEC một giai đoạn.

Các mô-đun này sử dụng các phần tử nhiệt điện trạng thái rắn và nguồn DC, không có máy nén hoặc các bộ phận cơ khí chuyển động khác. Chúng thích hợp để kiểm soát nhiệt độ cục bộ ở những nơi cần có kết cấu nhỏ gọn, độ rung thấp và vận hành ở nhiệt độ thấp được kiểm soát.

Cấu trúc hai giai đoạn

TEC hai giai đoạn bao gồm hai giai đoạn nhiệt điện được kết nối thông qua giao diện nhiệt trung gian:

Mặt lạnh → Giai đoạn đầu tiên → Giao diện trung gian → Giai đoạn thứ hai → Mặt nóng

Giai đoạn đầu tiên loại bỏ nhiệt khỏi khu vực được kiểm soát, trong khi giai đoạn thứ hai truyền nhiệt về phía nóng. Do đó, giai đoạn thứ hai xử lý nhiệt truyền từ giai đoạn đầu tiên cũng như đầu vào điện vào mô-đun.

Sự chênh lệch nhiệt độ có thể đạt được phụ thuộc vào tải nhiệt, nhiệt độ phía nóng, dòng điện hoạt động và điều kiện loại bỏ nhiệt.

Cấu trúc mô-đun

Chất nền gốm

Chất nền gốm oxit nhôm (Al₂O₃) cung cấp khả năng cách điện và hỗ trợ cấu trúc cho mô-đun nhiệt điện đồng thời hình thành các bề mặt nhiệt giữa các bộ phận nhiệt điện và hệ thống nhiệt bên ngoài.

Linh kiện nhiệt điện P-N

Các phần tử bán dẫn loại P và loại N tạo thành lõi nhiệt điện và cung cấp khả năng chuyển đổi điện và nhiệt cần thiết để làm mát. X-Meritan sử dụng vật liệu nhiệt điện dựa trên Bi₂Te₃ cho các ứng dụng kiểm soát nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ thấp.

Giao diện nhiệt trung gian

Hai giai đoạn nhiệt điện được kết nối cơ học và nhiệt thông qua giao diện trung gian. Các đặc tính cơ và nhiệt của nó cần được xem xét khi thiết kế mô-đun hoàn chỉnh.

Kết nối nguồn DC

Mô-đun hoạt động từ nguồn điện một chiều. Cấu hình điện, dây dẫn điện và điều kiện vận hành được xác định theo cấu trúc mô-đun và yêu cầu ứng dụng.

Vật liệu nhiệt điện

X-Meritan có khả năng bao gồm phát triển, sản xuất, sản xuất linh kiện, lắp ráp và thử nghiệm vật liệu nhiệt điện. Các thành phần TEC của nó sử dụng vật liệu dựa trên Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ ép đùn.

Quá trình ép đùn áp dụng biến dạng dẻo áp suất cao để tạo thành cấu trúc kết cấu dày đặc. Điều này hỗ trợ các quá trình cắt và làm mỏng tiếp theo, đồng thời cho phép sản xuất các bộ phận nhiệt điện nhỏ.

Loại vật liệu cuối cùng và kích thước phần tử được chọn theo cấu trúc mô-đun và yêu cầu sản xuất.

TEC hai giai đoạn so với TEC một giai đoạn

Cấu hình hai giai đoạn thường được xem xét khi chênh lệch nhiệt độ yêu cầu vượt quá phạm vi thực tế của thiết kế một giai đoạn.

Ứng dụng

Phát hiện hồng ngoại

 Bộ làm mát nhiệt điện hai giai đoạn có thể cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ cục bộ cho máy dò hồng ngoại và các bộ phận cảm biến liên quan khi cần có chênh lệch nhiệt độ lớn hơn.

Làm mát cảm biến CCD

Đối với các hệ thống hình ảnh dựa trên CCD, làm mát bằng nhiệt điện có thể duy trì cảm biến ở nhiệt độ vận hành được kiểm soát trong đó yêu cầu về nhiệt vượt quá phạm vi thực tế của mô-đun một tầng.

Truyền thông hàng không vũ trụ và vệ tinh

Việc xây dựng các mô-đun nhiệt điện ở trạng thái rắn có thể được xem xét cho các thiết bị liên lạc vệ tinh và hàng không vũ trụ trong đó kiến ​​trúc thiết bị, không gian sẵn có và các yêu cầu về độ rung hạn chế việc sử dụng các hệ thống làm mát cơ học thông thường.

Thiết bị y tế và phòng thí nghiệm

Công nghệ nhiệt điện hai giai đoạn có thể được áp dụng cho các thiết bị phân tích sinh hóa và giai đoạn lạnh trong phòng thí nghiệm yêu cầu điều kiện nhiệt độ thấp được kiểm soát.

Kiểm tra linh kiện điện tử

Các mô-đun TEC có thể cung cấp môi trường nhiệt được kiểm soát để kiểm tra đặc tính nhiệt độ thấp của các linh kiện điện tử và các thiết bị nhạy cảm với nhiệt độ khác.

Phát triển tùy chỉnh

X-Meritan hỗ trợ các mô-đun nhiệt điện tùy chỉnh dựa trên bản vẽ, mẫu, kích thước và yêu cầu ứng dụng của khách hàng.

Một quá trình phát triển điển hình là:

Xem xét yêu cầu → Thiết kế cấu trúc → Sản xuất mẫu → Đánh giá hiệu suất → Xác nhận → Sản xuất

Đối với các thiết kế mới, đầu vào kỹ thuật chính bao gồm phạm vi nhiệt độ mục tiêu, tải nhiệt, không gian lắp đặt sẵn có, điều kiện nguồn điện và phương pháp loại bỏ nhiệt phía nóng.

Sản xuất và chất lượng

Nhóm X-Meritan có hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực quản lý nhiệt bán dẫn, với các năng lực bao gồm phát triển vật liệu nhiệt điện, sản xuất linh kiện, lắp ráp và thử nghiệm.

Thiết bị sản xuất bao gồm thiết bị hàn, chỉnh lại dòng, phân phối, cắt, hàn kín, xử lý và in, được hỗ trợ bởi các cơ sở lắp ráp và thử nghiệm chuyên dụng.

Hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015. Tài liệu tuân thủ RoHS và REACH có sẵn cho các sản phẩm và cấu hình hiện hành, cùng với tài liệu cụ thể được xác nhận theo mô-đun được cung cấp.

Thông tin tuyển chọn

Để đánh giá kỹ thuật và lựa chọn TEC, thông tin sau rất hữu ích:

Bản vẽ sản phẩm, mô-đun hiện có hoặc dữ liệu thử nghiệm cũng có thể được cung cấp khi mô-đun mới cần thay thế hoặc phù hợp với thiết kế hiện có.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nên sử dụng TEC hai giai đoạn thay vì thiết kế một giai đoạn?

Bộ làm mát nhiệt điện hai giai đoạn được cân nhắc khi mô-đun một giai đoạn không thể cung cấp điều kiện phía lạnh cần thiết dưới tải nhiệt và nhiệt độ phía nóng được chỉ định.

TEC hai giai đoạn có thể hoạt động dưới 0°C không?

Đúng. Có thể vận hành ở nhiệt độ dưới 0°C khi thiết kế mô-đun, tải nhiệt, điều kiện phía nóng và hệ thống điều khiển phù hợp với phạm vi nhiệt độ yêu cầu.

Cần có thông tin gì để chọn TEC hai giai đoạn?

Nhiệt độ mục tiêu phía lạnh, nhiệt độ phía nóng, tải nhiệt, kích thước sẵn có, nguồn điện và phương pháp loại bỏ nhiệt là một trong những thông số chính được sử dụng để lựa chọn.

X-Meritan có thể tùy chỉnh các mô-đun TEC hai giai đoạn không?

Đúng. X-Meritan có thể phát triển các mô-đun theo bản vẽ, mẫu, yêu cầu về kích thước, điều kiện điện và yêu cầu ứng dụng của khách hàng.