Pengantar Pendingin Termoelektrik TEC untuk Dioda Laser

TEC (Thermo Electric Cooler) adalah pendingin termoelektrik atau pendingin termoelektrik. Disebut juga chip pendingin TEC karena bentuknya seperti perangkat chip.

Teknologi pendingin termoelektrik semikonduktor merupakan teknologi konversi energi yang menggunakan efek Peltier dari bahan semikonduktor untuk mencapai pendinginan atau pemanasan. Hal ini banyak digunakan dalam optoelektronik, industri elektronik, biomedis, peralatan konsumen dan bidang lainnya. Apa yang disebut efek Peltier mengacu pada fenomena ketika arus DC melewati pasangan galvanik yang terdiri dari dua bahan semikonduktor, salah satu ujungnya menyerap panas dan ujung lainnya melepaskan panas di kedua ujung pasangan galvanik.

prinsip bekerja:

Perangkat pendingin termoelektrik biasanya terdiri dari beberapa pasang termokopel semikonduktor tipe p dan n yang dihubungkan secara seri. Ketika catu daya DC dihubungkan, suhu salah satu ujung perangkat pendingin termoelektrik akan menurun, sedangkan suhu ujung lainnya akan meningkat pada saat yang bersamaan. Dengan menggunakan berbagai metode perpindahan panas seperti penukar panas untuk terus membuang panas dari ujung panas perangkat pendingin, ujung dingin perangkat akan terus menyerap panas dari lingkungan kerja. Perlu dicatat bahwa fenomena ini sepenuhnya dapat dibalik, hanya dengan mengubah arah arus dapat menyebabkan panas berpindah ke arah yang berlawanan. Oleh karena itu, fungsi pendinginan dan pemanasan dapat dicapai secara bersamaan pada satu perangkat pendingin termoelektrik.

Pendingin termoelektrik TEC terdiri dari tiang P semikonduktor internal, tiang semikonduktor N dan logam konduktif, serta substrat keramik untuk pertukaran suhu pada lapisan atas dan bawah. Kapasitas pendinginan dari satu pasangan pendingin termoelektrik terbatas, dan TEC umumnya terdiri dari selusin hingga puluhan pasangan pendingin. Perbedaan suhu antara ujung panas dan dingin dari satu TEC dapat mencapai 60~70°C, dan suhu ujung dingin dapat mencapai -20~-10°C. Jika Anda ingin mendapatkan perbedaan suhu yang lebih besar dan suhu ujung dingin yang lebih rendah, Anda dapat menumpuk beberapa TEC. TEC dalam berbagai bentuk tersedia di pasaran tergantung pada skenario dan metode penggunaan.

Klasifikasi:

TEC memiliki berbagai macam produk pendingin termoelektrik, termasuk perangkat pendingin termoelektrik satu tahap, perangkat pendingin termoelektrik multi-tahap, perangkat pendingin termoelektrik mikro, perangkat pendingin termoelektrik annular, dan jenis lainnya.

1. Seri satu tahap: Menurut proses produksi yang berbeda, seri ini dibagi menjadi seri konvensional, seri daya tinggi, seri suhu tinggi, dan produk seri yang dapat didaur ulang. Produk seri satu tahap adalah produk TEC standar, yang memiliki kinerja lebih tinggi, keandalan lebih tinggi, dan beragam Tersedia dalam berbagai kapasitas pendinginan, geometri, dan daya masukan, produk ini terutama digunakan dalam industri, peralatan laboratorium, medis, militer dan bidang lainnya.

2. Seri multi-tahap: Terutama digunakan di area dengan perbedaan suhu yang besar atau persyaratan suhu rendah. TEC jenis ini memiliki daya pendinginan yang kecil dan cocok untuk acara-acara yang memerlukan daya pendinginan kecil dan menengah serta perbedaan suhu yang besar. Biasanya digunakan dalam bidang deteksi IR, CCD dan fotolistrik. Desain metode penumpukan yang berbeda dapat memenuhi kebutuhan pendinginan yang dalam. Kulkas jenis ini dapat mencapai perbedaan suhu yang lebih besar dibandingkan TEC satu tahap.

3. Seri mikro: Dirancang dan dikembangkan untuk memenuhi suhu tinggi dan lingkungan ruang kecil. Produk dikembangkan menggunakan proses manufaktur canggih dari bahan termoelektrik berkinerja tinggi. Produk yang biasanya digunakan pada pemancar laser, penerima optik, laser pompa, dan produk lainnya di industri komunikasi optik.

4. Seri cincin: Cocok untuk aplikasi daya pendinginan sedang. Rangkaian produk ini memiliki lubang melingkar di tengah keramik sisi panas dan dingin untuk mengakomodasi tonjolan untuk optik, pengikatan mekanis, atau pemeriksaan suhu. Biasanya digunakan pada industri, peralatan listrik, laboratorium dan peralatan optoelektronik dan bidang lainnya

Dibandingkan dengan metode pendinginan mekanis tradisional, teknologi pendinginan termoelektrik tidak memerlukan zat pendingin apa pun dan merupakan metode pendinginan solid-state yang ramah lingkungan. Ini memiliki ukuran kecil, ringan, tidak ada getaran, tidak ada kebisingan, kontrol suhu yang tepat, keandalan yang tinggi, dan dapat Dengan keunggulan seperti bekerja di sudut mana pun, teknologi termoelektrik adalah salah satu solusi teknis yang penting bahkan dalam bidang aplikasi tertentu.

Pendinginan aktif: Pendinginan termoelektrik adalah metode pendinginan aktif yang dapat mendinginkan benda di bawah suhu sekitar, yang tidak mungkin dilakukan dengan radiator biasa. Dengan menggunakan pendingin termoelektrik multi-tahap dalam lingkungan vakum, suhu yang lebih rendah pun dapat dicapai, hingga -100°C.

Pendinginan titik ke titik: Pendinginan termoelektrik memiliki struktur kompak dan dapat mencapai kontrol suhu yang tepat dalam ruang atau jangkauan kecil, dan bahkan dapat mencapai pendinginan titik ke titik, yang tidak dapat dicapai dengan metode pendinginan lainnya.

Keandalan tinggi: Pendinginan termoelektrik tidak memiliki bagian yang bergerak, memiliki keandalan yang tinggi dan dapat bekerja dalam waktu lama tanpa perawatan. Sangat cocok untuk sistem yang tidak mudah dibongkar setelah pemasangan atau memerlukan masa pakai yang lama.

Kontrol suhu yang tepat: Pendinginan termoelektrik adalah catu daya DC, dan kapasitas pendinginan mudah disesuaikan. Dengan menyesuaikan arus masukan, kontrol yang tepat terhadap kapasitas dan suhu pendinginan dapat dicapai, mencapai stabilitas kontrol suhu yang lebih baik dari 0,01°C.

Pendinginan/pemanasan: Teknologi termoelektrik memiliki fungsi pendinginan dan pemanasan. Sistem yang sama dapat mencapai mode pendinginan dan pemanasan hanya dengan mengubah arah arus.