Introducción al enfriador termoeléctrico TEC para diodos láser

TEC (Thermo Electric Cooler) es un refrigerador termoeléctrico o refrigerador termoeléctrico. También se le llama chip de refrigeración TEC porque parece un dispositivo de chip.

La tecnología de refrigeración termoeléctrica semiconductora es una tecnología de conversión de energía que utiliza el efecto Peltier de materiales semiconductores para lograr refrigeración o calefacción. Es ampliamente utilizado en optoelectrónica, industria electrónica, biomedicina, electrodomésticos y otros campos. El llamado efecto Peltier se refiere al fenómeno de que cuando una corriente continua pasa a través de un par galvánico compuesto por dos materiales semiconductores, un extremo absorbe calor y el otro extremo libera calor en ambos extremos del par galvánico.

principio de funcionamiento:

Los dispositivos de refrigeración termoeléctricos suelen estar compuestos por varios pares de termopares semiconductores de tipo p y n conectados en serie. Cuando se conecta una fuente de alimentación de CC, la temperatura de un extremo del dispositivo de enfriamiento termoeléctrico disminuirá, mientras que la temperatura del otro extremo aumentará al mismo tiempo. Al utilizar varios métodos de transferencia de calor, como intercambiadores de calor, para disipar continuamente el calor del extremo caliente del dispositivo de refrigeración, el extremo frío del dispositivo seguirá absorbiendo calor del entorno de trabajo. Vale la pena señalar que este fenómeno es completamente reversible, simplemente cambiando la dirección de la corriente puede hacer que el calor se transfiera en la dirección opuesta. Por lo tanto, ambas funciones de refrigeración y calefacción se pueden lograr simultáneamente en un dispositivo de refrigeración termoeléctrico.

El refrigerador termoeléctrico TEC está compuesto por un polo semiconductor interno P, un polo semiconductor N y metal conductor, así como un sustrato cerámico para el intercambio de temperatura en las capas superior e inferior. La capacidad de enfriamiento de un solo par de refrigeración termoeléctrico es limitada y TEC generalmente se compone de una docena a docenas de pares de refrigeración. La diferencia de temperatura entre los extremos frío y caliente de un solo TEC puede alcanzar 60~70°C, y la temperatura del extremo frío puede alcanzar -20~-10°C. Si desea obtener una diferencia de temperatura mayor y una temperatura del extremo frío más baja, puede apilar varios TEC. Hay TEC de varias formas disponibles en el mercado según los escenarios y métodos de uso.

Clasificación:

TEC tiene una amplia gama de productos de refrigeración termoeléctrica, que incluyen dispositivos de refrigeración termoeléctricos de una sola etapa, dispositivos de refrigeración termoeléctricos de múltiples etapas, dispositivos de refrigeración microtermoeléctricos, dispositivos de refrigeración termoeléctricos anulares y otros tipos.

1. Serie de una sola etapa: Según los diferentes procesos de producción, se divide en series convencionales, series de alta potencia, series de alta temperatura y series de productos reciclables. Los productos de la serie de una sola etapa son productos TEC estándar, que tienen mayor rendimiento, mayor confiabilidad y una variedad de Disponibles en una amplia gama de capacidad de enfriamiento, geometría y potencia de entrada, se utilizan principalmente en equipos industriales, de laboratorio, médicos, militares y otros campos.

2. Serie de etapas múltiples: Se utiliza principalmente en áreas con grandes diferencias de temperatura o requisitos de baja temperatura. Este tipo de TEC tiene un pequeño poder de refrigeración y es adecuado para ocasiones que requieren una potencia de refrigeración pequeña y media y grandes diferencias de temperatura. Normalmente se utiliza en detección de infrarrojos, CCD y campos fotoeléctricos. El diseño de diferentes métodos de apilamiento puede satisfacer las necesidades de refrigeración profunda. Este tipo de refrigerador puede lograr una diferencia de temperatura mayor que un TEC de una sola etapa.

3. Serie Micro: diseñada y desarrollada para adaptarse a entornos de alta temperatura y espacios reducidos. Productos desarrollados utilizando procesos avanzados de fabricación de materiales termoeléctricos de alto rendimiento. Productos que se utilizan normalmente en transmisores láser, receptores ópticos, láseres de bomba y otros productos en la industria de las comunicaciones ópticas.

4. Serie de anillos: Adecuado para aplicaciones de potencia de refrigeración media. Esta serie de productos tiene un orificio circular en el centro de la cerámica del lado frío y caliente para acomodar protuberancias para fijación óptica, mecánica o sondas de temperatura. Normalmente se utiliza en equipos industriales, eléctricos, de laboratorio y optoelectrónicos y otros campos.

En comparación con los métodos tradicionales de refrigeración mecánica, la tecnología de refrigeración termoeléctrica no requiere ningún refrigerante y es un método de refrigeración de estado sólido respetuoso con el medio ambiente. Tiene tamaño pequeño, peso ligero, sin vibración, sin ruido, control de temperatura preciso, alta confiabilidad y puede ser Con ventajas como trabajar en cualquier ángulo, la tecnología termoeléctrica es una de las soluciones técnicas importantes incluso en ciertos campos de aplicación.

Enfriamiento activo: el enfriamiento termoeléctrico es un método de enfriamiento activo que puede enfriar objetos por debajo de la temperatura ambiente, lo cual es imposible con los radiadores comunes. Mediante el uso de refrigeradores termoeléctricos de múltiples etapas en un entorno de vacío, se pueden alcanzar temperaturas aún más bajas, de hasta -100 °C.

Refrigeración punto a punto: la refrigeración termoeléctrica tiene una estructura compacta y puede lograr un control preciso de la temperatura en un espacio o rango pequeño, e incluso puede lograr una refrigeración punto a punto, que no se puede lograr con otros métodos de refrigeración.

Alta confiabilidad: la refrigeración termoeléctrica no tiene partes móviles, tiene alta confiabilidad y puede funcionar durante mucho tiempo sin mantenimiento. Es adecuado para sistemas que no son fáciles de desmontar después de la instalación o que requieren una larga vida útil.

Control preciso de la temperatura: la refrigeración termoeléctrica es una fuente de alimentación de CC y la capacidad de enfriamiento es fácil de ajustar. Al ajustar la corriente de entrada, se puede lograr un control preciso de la capacidad de enfriamiento y la temperatura, logrando una estabilidad del control de temperatura mejor que 0,01°C.

Refrigeración/calefacción: La tecnología termoeléctrica tiene funciones tanto de refrigeración como de calefacción. El mismo sistema puede lograr tanto el modo de refrigeración como el de calefacción simplemente cambiando la dirección de la corriente.