Introduction au refroidisseur thermoélectrique TEC pour diodes laser

TEC (Thermo Electric Cooler) est un refroidisseur thermoélectrique ou un refroidisseur thermoélectrique. On l'appelle également puce de réfrigération TEC car elle ressemble à un dispositif à puce.

La technologie de réfrigération thermoélectrique à semi-conducteurs est une technologie de conversion d'énergie qui utilise l'effet Peltier des matériaux semi-conducteurs pour réaliser la réfrigération ou le chauffage. Il est largement utilisé dans l'optoélectronique, l'industrie électronique, la biomédecine, les appareils grand public et d'autres domaines. L'effet Peltier fait référence au phénomène selon lequel lorsqu'un courant continu traverse un couple galvanique composé de deux matériaux semi-conducteurs, une extrémité absorbe la chaleur et l'autre extrémité libère de la chaleur aux deux extrémités du couple galvanique.

principe de fonctionnement:

Les appareils de réfrigération thermoélectriques sont généralement composés de plusieurs paires de thermocouples semi-conducteurs de type p et n connectés en série. Lorsqu'une alimentation CC est connectée, la température d'une extrémité du dispositif de refroidissement thermoélectrique diminuera, tandis que la température de l'autre extrémité augmentera en même temps. En utilisant diverses méthodes de transfert de chaleur telles que des échangeurs de chaleur pour dissiper en continu la chaleur de l'extrémité chaude de l'appareil de réfrigération, l'extrémité froide de l'appareil continuera à absorber la chaleur de l'environnement de travail. Il est à noter que ce phénomène est totalement réversible, le simple changement de sens du courant peut provoquer un transfert de chaleur dans le sens opposé. Par conséquent, les fonctions de refroidissement et de chauffage peuvent être réalisées simultanément sur un seul appareil de réfrigération thermoélectrique.

Le refroidisseur thermoélectrique TEC est composé d'un pôle semi-conducteur P interne, d'un pôle semi-conducteur N et d'un métal conducteur, ainsi que d'un substrat en céramique pour l'échange de température sur les couches supérieure et inférieure. La capacité de refroidissement d'un seul couple réfrigérant thermoélectrique est limitée et le TEC est généralement composé d'une douzaine à des dizaines de couples réfrigérants. La différence de température entre les extrémités chaude et froide d'un seul TEC peut atteindre 60 à 70 °C, et la température de l'extrémité froide peut atteindre -20 à -10 °C. Si vous souhaitez obtenir une différence de température plus importante et une température de sortie froide plus faible, vous pouvez empiler plusieurs TEC. Des TEC de différentes formes sont disponibles sur le marché en fonction des scénarios et des méthodes d'utilisation.

Classification:

TEC propose une large gamme de produits de réfrigération thermoélectrique, notamment des appareils de réfrigération thermoélectriques à un étage, des appareils de réfrigération thermoélectriques à plusieurs étages, des appareils de réfrigération micro-thermoélectriques, des appareils de réfrigération thermoélectriques annulaires et d'autres types.

1. Série en une seule étape : Selon différents processus de production, elle est divisée en séries conventionnelles, séries haute puissance, séries haute température et produits de série recyclables. Les produits de la série à un étage sont des produits TEC standard, qui offrent des performances plus élevées, une fiabilité plus élevée et une variété de produits. Disponibles dans une large gamme de capacité de refroidissement, de géométrie et de puissance d'entrée, ils sont principalement utilisés dans les équipements industriels, de laboratoire, médicaux, militaires et d'autres domaines.

2. Série à plusieurs étages : principalement utilisée dans les zones présentant de grandes différences de température ou des exigences de basse température. Ce type de TEC a une faible puissance de refroidissement et convient aux occasions nécessitant une puissance de réfrigération faible et moyenne et de grandes différences de température. Généralement utilisé dans la détection IR, les champs CCD et photoélectriques. La conception de différentes méthodes d'empilage peut répondre aux besoins de réfrigération profonde. Ce type de réfrigérateur peut atteindre une différence de température plus importante qu'un TEC à un étage.

3. Série Micro : conçue et développée pour répondre aux environnements à haute température et aux petits espaces. Produits développés à l’aide de procédés de fabrication avancés de matériaux thermoélectriques haute performance. Produits généralement utilisés dans les émetteurs laser, les récepteurs optiques, les lasers à pompe et d'autres produits de l'industrie des communications optiques.

4. Série Ring : convient aux applications à puissance de refroidissement moyenne. Cette série de produits comporte un trou circulaire au centre des céramiques des côtés chaud et froid pour accueillir des saillies pour les fixations optiques, mécaniques ou les sondes de température. Généralement utilisé dans les équipements industriels, électriques, de laboratoire et optoélectroniques et dans d'autres domaines.

Par rapport aux méthodes de réfrigération mécanique traditionnelles, la technologie de réfrigération thermoélectrique ne nécessite aucun réfrigérant et constitue une méthode de réfrigération à semi-conducteurs respectueuse de l'environnement. Elle est de petite taille, légère, sans vibration, sans bruit, contrôle précis de la température, haute fiabilité et peut être utilisée avec des avantages tels que le travail sous n'importe quel angle, la technologie thermoélectrique est l'une des solutions techniques importantes, même dans certains domaines d'application.

Refroidissement actif : Le refroidissement thermoélectrique est une méthode de refroidissement actif qui permet de refroidir des objets en dessous de la température ambiante, ce qui est impossible avec des radiateurs ordinaires. En utilisant des refroidisseurs thermoélectriques à plusieurs étages dans un environnement sous vide, des températures encore plus basses peuvent être atteintes, jusqu'à -100°C.

Réfrigération point à point : la réfrigération thermoélectrique a une structure compacte et peut réaliser un contrôle précis de la température dans un petit espace ou une petite plage, et peut même réaliser une réfrigération point à point, ce qui ne peut pas être réalisé par d'autres méthodes de réfrigération.

Haute fiabilité : la réfrigération thermoélectrique ne comporte aucune pièce mobile, a une grande fiabilité et peut fonctionner longtemps sans entretien. Il convient aux systèmes qui ne sont pas faciles à démonter après l'installation ou qui nécessitent une longue durée de vie.

Contrôle précis de la température : la réfrigération thermoélectrique est une alimentation CC et la capacité de refroidissement est facile à régler. En ajustant le courant d'entrée, un contrôle précis de la capacité de refroidissement et de la température peut être obtenu, obtenant une stabilité de contrôle de la température meilleure que 0,01°C.

Refroidissement/chauffage : La technologie thermoélectrique possède à la fois des fonctions de refroidissement et de chauffage. Le même système peut réaliser à la fois les modes de refroidissement et de chauffage en changeant simplement le sens du courant.