I raffreddatori termoelettrici a due stadi di X-Meritan utilizzano una struttura in serie a due stadi in cui il primo stadio termoelettrico fornisce uno stadio di raffreddamento intermedio per il secondo. In condizioni operative adeguate, questa configurazione a cascata può raggiungere un differenziale di temperatura maggiore rispetto a una TEC a stadio singolo.
I moduli utilizzano elementi termoelettrici a stato solido e alimentazione CC, senza compressori o altre parti meccaniche in movimento. Sono adatti per il controllo della temperatura localizzato dove sono richiesti struttura compatta, vibrazioni ridotte e funzionamento controllato a bassa temperatura.
Un TEC a due stadi è costituito da due stadi termoelettrici collegati tramite un'interfaccia termica intermedia:
Lato freddo → Primo stadio → Interfaccia intermedia → Secondo stadio → Lato caldo
Il primo stadio rimuove il calore dalla zona controllata, mentre il secondo stadio trasferisce il calore verso il lato caldo. Il secondo stadio gestisce quindi il calore trasferito dal primo stadio nonché l'assorbimento elettrico al modulo.
Il differenziale di temperatura raggiungibile dipende dal carico termico, dalla temperatura del lato caldo, dalla corrente operativa e dalle condizioni di smaltimento del calore.
I substrati ceramici di ossido di alluminio (Al₂O₃) forniscono isolamento elettrico e supporto strutturale per il modulo termoelettrico formando al tempo stesso le superfici termiche tra gli elementi termoelettrici e il sistema termico esterno.
Gli elementi semiconduttori di tipo P e di tipo N formano il nucleo termoelettrico e forniscono la conversione elettrica e termica necessaria per il raffreddamento. X-Meritan utilizza materiali termoelettrici a base Bi₂Te₃ per applicazioni di controllo della temperatura ambiente e a bassa temperatura.
I due stadi termoelettrici sono collegati meccanicamente e termicamente tramite un'interfaccia intermedia. Le sue caratteristiche termiche e meccaniche devono essere prese in considerazione durante la progettazione del modulo completo.
Il modulo funziona con una fonte di alimentazione a corrente continua. La configurazione elettrica, i cavi di alimentazione e le condizioni operative sono determinati in base alla struttura del modulo e ai requisiti dell'applicazione.
X-Meritan ha capacità che coprono lo sviluppo, la produzione, la produzione di componenti, l'assemblaggio e il test di materiali termoelettrici. I suoi componenti TEC utilizzano materiali estrusi a base di Bi₂Te₃-Sb₂Te₃.
Il processo di estrusione applica una deformazione plastica ad alta pressione per formare una struttura densa e strutturata. Ciò supporta i successivi processi di taglio e assottigliamento e consente la produzione di piccoli elementi termoelettrici.
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Parametro |
Specifica |
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Sistema materiale |
A base Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ |
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Diametro del lingotto |
25 mm/30 mm/35 mm |
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Lunghezza del lingotto |
120 mm/240 mm |
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Conduttività elettrica |
870–1430 Ω⁻¹·cm⁻¹ |
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Capacità di elementi sottili |
Fino a 0,2 mm, a seconda del design e della lavorazione |
Il grado del materiale finale e le dimensioni degli elementi vengono selezionati in base alla struttura del modulo e ai requisiti di produzione.
Una configurazione a due stadi viene generalmente presa in considerazione quando il differenziale di temperatura richiesto supera l'intervallo pratico di un progetto a stadio singolo.
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Fattore |
TEC monostadio |
TEC a due stadi |
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Stadi termoelettrici |
Uno |
Due |
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Differenziale di temperatura |
Adatto per esigenze moderate |
Adatto per requisiti differenziali maggiori |
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Struttura termica |
Più semplice |
Più complesso |
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Interfaccia intermedia |
Non applicabile |
Necessario |
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Rifiuto del calore dal lato caldo |
Importante |
Più esigente |
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Uso tipico |
Controllo generale della temperatura |
Applicazioni a temperature più basse che richiedono un differenziale maggiore |
I raffreddatori termoelettrici a due stadi possono fornire un controllo localizzato della temperatura per rilevatori a infrarossi e relativi componenti di rilevamento dove è richiesto un differenziale di temperatura maggiore.
Per i sistemi di imaging basati su CCD, il raffreddamento termoelettrico può mantenere il sensore a una temperatura operativa controllata in cui il requisito termico supera l'intervallo pratico di un modulo a stadio singolo.
La costruzione a stato solido di moduli termoelettrici può essere presa in considerazione per apparecchiature di comunicazione aerospaziale e satellitare in cui l'architettura delle apparecchiature, lo spazio disponibile e i requisiti di vibrazione limitano l'uso di sistemi di raffreddamento meccanici convenzionali.
La tecnologia termoelettrica a due stadi può essere applicata ad apparecchiature per analisi biochimiche e a stadi freddi di laboratorio che richiedono condizioni controllate di bassa temperatura.
I moduli TEC possono fornire un ambiente termico controllato per test caratteristici a bassa temperatura di componenti elettronici e altri dispositivi sensibili alla temperatura.
X-Meritan supporta moduli termoelettrici personalizzati in base a disegni, campioni, dimensioni e requisiti applicativi del cliente.
Un tipico processo di sviluppo è:
Revisione dei requisiti → Progettazione della struttura → Produzione del campione → Valutazione delle prestazioni → Conferma → Produzione
Per i nuovi progetti, gli input tecnici chiave includono l'intervallo di temperatura target, il carico termico, lo spazio di installazione disponibile, le condizioni di alimentazione e il metodo di smaltimento del calore sul lato caldo.
Il team X-Meritan ha più di 10 anni di esperienza nella gestione termica dei semiconduttori, con capacità che coprono lo sviluppo di materiali termoelettrici, la produzione di componenti, l'assemblaggio e il test.
Le apparecchiature di produzione comprendono apparecchiature di saldatura, rifusione, erogazione, taglio, sigillatura, polimerizzazione e stampa, supportate da strutture di assemblaggio e collaudo dedicate.
Il sistema di gestione della qualità segue la norma ISO 9001:2015. È disponibile la documentazione di conformità RoHS e REACH per i prodotti e le configurazioni applicabili, con documentazione specifica confermata in base al modulo fornito.
Per la valutazione ingegneristica e la selezione TEC, sono utili le seguenti informazioni:
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Informazioni richieste |
Scopo |
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Temperatura target del lato freddo |
Definisce la condizione di raffreddamento richiesta |
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Temperatura del lato caldo |
Stabilisce il confine termico |
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Carico termico |
Determina la capacità di raffreddamento richiesta |
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Dimensioni disponibili |
Definisce lo spazio di installazione |
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Alimentazione elettrica |
Determina le condizioni operative elettriche |
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Metodo di rifiuto del calore |
Stabilisce la condizione di raffreddamento del lato caldo |
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Metodo di controllo |
Definisce i requisiti di regolazione della temperatura |
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Ciclo operativo |
Aiuta a valutare operazioni ripetute |
È inoltre possibile fornire un disegno del prodotto, un modulo esistente o dati di test quando il nuovo modulo deve sostituire o abbinare un progetto esistente.
I raffreddatori termoelettrici a due stadi vengono presi in considerazione quando un modulo a stadio singolo non è in grado di fornire la condizione del lato freddo richiesta con il carico termico e la temperatura del lato caldo specificati.
SÌ. Il funzionamento sub-ambiente al di sotto di 0°C è possibile quando il design del modulo, il carico termico, le condizioni del lato caldo e il sistema di controllo sono adatti all'intervallo di temperatura richiesto.
La temperatura target del lato freddo, la temperatura del lato caldo, il carico termico, le dimensioni disponibili, l'alimentazione e il metodo di smaltimento del calore sono tra i principali parametri utilizzati per la selezione.
SÌ. X-Meritan può sviluppare moduli in base ai disegni del cliente, ai campioni, ai requisiti dimensionali, alle condizioni elettriche e ai requisiti applicativi.
Indirizzo
Edificio C2, Centro R&F, Shangpu Road, distretto di Taijiang, città di Fuzhou, provincia del Fujian, Cina
tel
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