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如何將珀耳帖模塊集成到熱管理系統(tǒng)中

2512903 2022-11-25 | pdf | 186.5KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

在某些應(yīng)用中，工程師需要將組件冷卻至恒溫或低于環(huán)境溫度的工作溫度。熱電模塊，也稱為珀耳帖模塊，可以實(shí)現(xiàn)緊湊、輕便和節(jié)能的解決方案；但為了創(chuàng)建優(yōu)化的熱電系統(tǒng)，需要進(jìn)行一些設(shè)計(jì)工作以正確集成設(shè)備并為設(shè)備供電。在某些應(yīng)用中，工程師需要將組件冷卻至恒溫或低于環(huán)境溫度的工作溫度。熱電模塊，也稱為珀耳帖模塊，可以實(shí)現(xiàn)緊湊、輕便和節(jié)能的解決方案；但為了創(chuàng)建優(yōu)化的熱電系統(tǒng)，需要進(jìn)行一些設(shè)計(jì)工作以正確集成設(shè)備并為設(shè)備供電。珀耳帖模塊基礎(chǔ)知識(shí)珀耳帖模塊基礎(chǔ)知識(shí)熱電模塊利用以法國(guó)科學(xué)家讓·珀?duì)柼?(Jean Peltier) 命名的珀?duì)柼?yīng)，他觀察到電流通過(guò)電連接的不同導(dǎo)體會(huì)在兩者之間產(chǎn)生溫差。現(xiàn)代珀耳帖模塊通常作為一個(gè)組件提供，包括兩個(gè)陶瓷外板和內(nèi)部導(dǎo)電層，由 PN 半導(dǎo)體顆粒隔開(kāi)。這些 PN 顆粒排列成電氣串聯(lián)和熱并聯(lián)連接。熱電模塊利用以法國(guó)科學(xué)家讓·珀?duì)柼?(Jean Peltier) 命名的珀?duì)柼?yīng)，他觀察到電流通過(guò)電連接的不同導(dǎo)體會(huì)在兩者之間產(chǎn)生溫差。現(xiàn)代珀耳帖模塊通常作為一個(gè)組件提供，包括兩個(gè)陶瓷外板和內(nèi)部導(dǎo)電層，由 PN 半導(dǎo)體顆粒隔開(kāi)。這些 PN 顆粒排列成電氣串聯(lián)和熱并聯(lián)連接。向珀耳帖模塊施加直流電壓后，這些正極和負(fù)極元件會(huì)從一個(gè)表面吸收熱量并將熱量排出到另一側(cè)。這導(dǎo)致發(fā)生熱量吸收的一側(cè)變冷，而熱量釋放的一側(cè)變熱。向珀耳帖模塊施加直流電壓后，這些正極和負(fù)極元件會(huì)從一個(gè)表面吸收熱量并將熱量排出到另一側(cè)。這導(dǎo)致發(fā)生熱量吸收的一側(cè)變冷，而熱量釋放的一側(cè)變熱。請(qǐng)注意，珀耳帖效應(yīng)可用于加熱或冷卻物體。盡管本文將重點(diǎn)關(guān)注冷卻應(yīng)用，但加熱的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)是相同的，只是所施加電壓的極性、電流方向和通過(guò)模塊的熱流方向相反。請(qǐng)注意，珀耳帖效應(yīng)可用于加熱或冷卻物體。盡管本文將重點(diǎn)關(guān)注冷卻應(yīng)用，但加熱的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)是相同的，只是所施加電壓的極性、電流方向和通過(guò)模塊的熱流方向相反。設(shè)計(jì)珀耳帖模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)珀耳帖模塊系統(tǒng)圖 1：Peltier 模塊將熱量從熱源傳遞到散熱器。（圖片來(lái)源：圖 1：Peltier 模塊將熱量從熱源傳遞到散熱器。（圖片來(lái)源：CUI DevicesCUI Devices））如圖 1 所示，將供電的 Peltier 模塊放置在熱源（例如 IC 表面）和散熱器之間，可以主動(dòng)冷卻 IC。Peltier 模塊的冷端連接到熱源，散熱器連接到熱端。請(qǐng)注意，模塊將熱量從冷端傳遞到熱端，但不吸收熱量。該系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為以恒定速率將熱量提取到散熱器中，或者通過(guò)控制施加的功率，可以改變以確保與組件接觸的表面保持恒定溫度。如果需要，該溫度甚至可??以設(shè)置在環(huán)境溫度以下。如圖 1 所示，將供電的 Peltier 模塊放置在熱源（例如 IC 表面）和散熱器之間，可以主動(dòng)冷卻 IC。Peltier 模塊的冷端連接到熱源，散熱器連接到熱端。請(qǐng)注意，模塊將熱量從冷端傳遞到熱端，但不吸收熱量。該系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為以恒定速率將熱量提取到散熱器中，或者通過(guò)控制施加的功率，可以改變以確保與組件接觸的表面保持恒定溫度。