Variasjoner av populære Peltier-moduler

På nettstedene til moderne nettbutikker kan du finne en rekke Peltier termoelektriske moduler. De skiller seg fra hverandre når det gjelder temperaturegenskaper, elektriske parametere, størrelse, samt antall termoelementer som er installert inne i modulen. Disse modulene brukes både i bærbare kjøleskap og klimaanlegg, så vel som i amatørhåndverk.

Det er verdt å merke seg at Peltier-moduler er enkeltlags og flerlags, slik at installasjonsproblemet løses ganske fritt. I rammen av denne artikkelen vil vi vurdere flere typer av de vanligste Peltier termoelektriske modulene, vi vil forstå deres struktur og sammenligne parametrene.

Her er en typisk ett-lags Peltier termoelektrisk modul. To keramiske plater (aluminiumoksyd) med en tykkelse på mindre enn 1 mm er installert i de øvre og nedre delene av modulen. De, som et trykt kretskort, fungerer som støtte for interne termoelementer og en ramme for hele modulen.

Keramiske plater har høy varmeledningsevne, er holdbare og brannsikre. Kobbersubstrater er limt på disse platene, som halvleder termoelementer er koblet i serie.

Lodding av halvleder termoelementer i industriell produksjon av Peltier-moduler utføres av smeltbart lodd på spesialutstyr ved en temperatur på ca. 145 ºC, siden halvlederelementer ikke tillater overoppheting. Som et resultat er modulene ikke-separerbare, og silikonforsegling påføres vanligvis i kantene.

Hvis du av hensyn til nysgjerrigheten, for grunnens skyld, kan ta en slik modul fra hverandre, kan du tydelig se kubene til heterogene halvledere (n-type og p-type), loddet til kobbersubstrater, og koblet til hverandre i en seriekrets av en slange. Det er lett å merke at først smeltet lodde ble påført kobbersubstratene, og deretter ble termoelementkomponentene installert.

Som vist på bildet oppnås 127 p-n og 127 n-p kryss, alle n-p veikryss (for å lede strømmen fra pluss til minus) er plassert på den ene siden av modulen, og alle p-n kryssene er på den andre siden.

På de kobberbussene hvor strømmen går i retning av n-p-krysset, blir varmen absorbert (intensiv kjøling av denne siden av modulen oppstår), og der strømmen går i retning av p-krysset, frigjøres den samme (teoretisk) varmen. Dermed overfører Peltier-modulen varme fra en keramisk plate til motsatt.

Den mest populære enlagsmodulen TEC1-12705, som koster rundt $ 2, er spesielt etterspurt etter aliexpress. Generelle dimensjoner på modulen 40 x 40 mm, tykkelse 3,8 mm. 127 termoelementer koblet i serie gir en intern motstand fra modulen fra 2,5 til 2,8 ohm ved en omgivelsestemperatur på 25 ºC.

Driftsstrømmen til enheten er fra 4,3 til 4,6 A når den drives av en nominell spenning på 12 volt. Maksimal tillatt spenning er 15,4 volt ved en kritisk strøm på 5,8 A. Den maksimale oppnåelige temperaturforskjellen er 65 ºC, og den maksimale kjøleeffekten er 42 W. Driftstemperaturområdet for modulen er fra -55 til 83 ºC.

Og her er den to-lags TEC2-25408-modulen, bestående hovedsakelig av to TEC1-12704 moduler koblet parallelt, men med dimensjoner 40 til 40 mm og en tykkelse på 8 mm. En slik to-lags kjøler er i stand til å produsere opptil 70 watt kjølekraft mens den bruker 96 watt elektrisk kraft.

Den interne motstanden når den er slått av er omtrent 1,5 ohm. Den maksimale oppnåelige temperaturforskjellen under drift er 65 ºC. Selvfølgelig, med den samme ekstreme temperaturforskjellen med TEC1-12705-modulen, vil den to-lags TEC2-25408-modulen avkjøles (pumpevarme) halvannen gang raskere.

Følgende er en firelags TEC4-24603-modul med en tykkelse på 13,6 mm og en bredde på 40 mm, designet for en spenning på 14,6 volt og en nominell strøm på 3 A. Med en forbrukt elektrisk kraft på 44 W er denne modulen i stand til å gi kjøleeffekt på 6,8 W og temperaturforskjell opp til 107 ºC.

Bestanddelene inngår her i rekkefølge. Som alle Peltier-moduler kan ikke denne firelagsmodellen brukes uten radiator på mer enn et sekund.

Til slutt, den seks-lags Peltier-modulen TEC6-60506, designet for en nominell spenning på 30 volt og en strøm på 6 A. Med en bredde på 62 mm og en tykkelse på 23 mm kan denne modulen med en elektrisk effekt på 180 W gi en temperaturforskjell på opptil 100 ° C med en kjølekapasitet på 10 W . En modul av denne typen kan brukes i installasjoner beregnet på dypfrysing.

Se også:Termogeneratorer: hvordan "sveise" strøm på en gasskomfyr ogPeltier-effekt: den magiske effekten av elektrisk strøm