레이저 다이오드용 TEC 열전 냉각기 소개

TEC(Thermo Electric Cooler)는 열전 냉각기 또는 열전 냉각기입니다. 마치 칩 장치처럼 생겼다고 해서 TEC 냉동칩이라고도 불린다.

반도체 열전냉동 기술은 반도체 소재의 펠티에 효과를 이용해 냉동 또는 가열을 구현하는 에너지 변환 기술이다. 이는 광전자 공학, 전자 산업, 생물 의학, 가전 제품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 소위 펠티에 효과란 두 개의 반도체 물질로 구성된 갈바닉 쌍에 직류 전류가 흐르면 갈바닉 쌍의 양쪽 끝에서 한쪽 끝은 열을 흡수하고 다른 쪽 끝은 열을 방출하는 현상을 말합니다.

작동 원리:

열전 냉동 장치는 일반적으로 직렬로 연결된 여러 쌍의 p형 및 n형 반도체 열전대로 구성됩니다. DC 전원 공급 장치가 연결되면 열전 냉각 장치의 한쪽 끝의 온도가 감소하는 동시에 다른 쪽 끝의 온도가 증가합니다. 열 교환기와 같은 다양한 열 전달 방법을 사용하여 냉동 장치의 뜨거운 끝 부분에서 열을 지속적으로 방출함으로써 장치의 차가운 끝 부분이 작업 환경에서 열을 계속 흡수합니다. 이 현상은 완전히 가역적이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 단순히 전류의 방향을 바꾸면 열이 반대 방향으로 전달될 수 있습니다. 따라서 하나의 열전 냉동 장치에서 냉방과 난방 기능을 동시에 달성할 수 있습니다.

TEC 열전냉각기는 내부 반도체 P극, 반도체 N극, 도전성 금속으로 구성되며, 상·하층 온도교환용 세라믹 기판으로 구성된다. 단일 열전 냉동 쌍의 냉각 용량은 제한되어 있으며 TEC는 일반적으로 수십 개의 냉동 쌍으로 구성됩니다. 단일 TEC의 고온단과 저온단 사이의 온도 차이는 60~70°C에 도달할 수 있고 저온단 온도는 -20~-10°C에 도달할 수 있습니다. 더 큰 온도 차이와 더 낮은 냉단 온도를 얻으려면 여러 개의 TEC를 쌓을 수 있습니다. 사용 시나리오와 방법에 따라 다양한 형태의 TEC가 시중에 나와 있습니다.

분류:

TEC는 단일 스테이지 열전 냉동 장치, 다단계 열전 냉동 장치, 마이크로 열전 냉동 장치, 환형 열전 냉동 장치 및 기타 유형을 포함한 광범위한 열전 냉동 제품을 보유하고 있습니다.

1. 단일 단계 시리즈: 다양한 생산 공정에 따라 기존 시리즈, 고전력 시리즈, 고온 시리즈 및 재활용 가능 시리즈 제품으로 구분됩니다. 단일 스테이지 시리즈 제품은 표준 TEC 제품으로 더 높은 성능, 더 높은 신뢰성 및 다양한 냉각 용량, 형상 및 입력 전력을 제공하며 주로 산업, 실험실 장비, 의료, 군사 및 산업 분야에 사용됩니다. 다른 분야.

2. 다단계 시리즈 : 주로 온도 차이가 크거나 온도 요구 사항이 낮은 지역에 사용됩니다. 이 유형의 TEC는 냉각력이 작으며 중소형 냉동력과 큰 온도차가 필요한 경우에 적합합니다. 일반적으로 IR 감지, CCD 및 광전장에 사용됩니다. 다양한 스태킹 방법의 설계는 깊은 냉장의 요구를 충족할 수 있습니다. 이러한 유형의 냉장고는 단일 스테이지 TEC보다 더 큰 온도 차이를 달성할 수 있습니다.

3. 마이크로 시리즈 : 고온 및 좁은 공간 환경에 맞게 설계 및 개발되었습니다. 고성능 열전재료의 첨단 제조공정을 활용하여 개발된 제품입니다. 일반적으로 레이저 송신기, 광 수신기, 펌프 레이저 및 광통신 산업의 기타 제품에 사용되는 제품입니다.

4. 링 시리즈: 중간 냉각 전력 애플리케이션에 적합합니다. 이 제품 시리즈에는 광학적, 기계적 고정 또는 온도 프로브용 돌출부를 수용하기 위해 뜨거운 면과 차가운 면 세라믹의 중앙에 원형 구멍이 있습니다. 일반적으로 산업, 전기 장비, 실험실 및 광전자 장비 및 기타 분야에 사용됩니다.

열전냉동기술은 전통적인 기계식 냉동방식에 비해 냉매가 필요하지 않으며 환경친화적인 고체냉동방식이다. 작은 크기, 가벼운 무게, 무진동, 무소음, 정밀한 온도 제어, 높은 신뢰성을 가지며 어떤 각도에서도 작업이 가능하다는 장점을 지닌 열전 기술은 특정 응용 분야에서도 중요한 기술 솔루션 중 하나입니다.

능동 냉각(Active Cooling): 열전 냉각은 일반 라디에이터로는 불가능한 물체를 주변 온도 이하로 냉각시킬 수 있는 능동 냉각 방식입니다. 진공 환경에서 다단계 열전 냉각기를 사용하면 -100°C까지 더 낮은 온도를 달성할 수 있습니다.

점대점 냉동: 열전 냉동은 구조가 콤팩트하고 작은 공간이나 범위에서 정확한 온도 제어를 달성할 수 있으며 다른 냉동 방법으로는 달성할 수 없는 점대점 냉동도 달성할 수 있습니다.

높은 신뢰성: 열전 냉동은 움직이는 부품이 없고 신뢰성이 높으며 유지 관리 없이 오랫동안 작동할 수 있습니다. 설치 후 분해가 쉽지 않거나 긴 사용수명이 요구되는 시스템에 적합합니다.

정확한 온도 제어: 열전 냉동은 DC 전원 공급 장치이며 냉각 용량 조정이 쉽습니다. 입력 전류를 조정하면 냉각 용량과 온도를 정밀하게 제어할 수 있어 0.01°C 이상의 온도 제어 안정성을 달성할 수 있습니다.

냉각/가열: 열전 기술에는 냉각 기능과 가열 기능이 모두 있습니다. 동일한 시스템은 단순히 전류의 방향을 변경함으로써 냉각 및 가열 모드를 모두 달성할 수 있습니다.