مبردات حرارية كهربائية على مرحلتين

تستخدم مبردات X-Meritan الحرارية الكهربائية ذات المرحلتين بنية سلسلة من مرحلتين حيث توفر المرحلة الحرارية الأولى مرحلة تبريد متوسطة للمرحلة الثانية. في ظل ظروف التشغيل المناسبة، يمكن أن يحقق هذا التكوين المتتالي فرقًا أكبر في درجة الحرارة مقارنة بـ TEC أحادي المرحلة.

تستخدم الوحدات عناصر كهروحرارية صلبة وطاقة تيار مستمر، بدون ضواغط أو أجزاء ميكانيكية متحركة أخرى. إنها مناسبة للتحكم الموضعي في درجة الحرارة حيث يتطلب الأمر إنشاءًا مدمجًا واهتزازًا منخفضًا وتشغيلًا متحكمًا في درجة حرارة منخفضة.

هيكل من مرحلتين

يتكون TEC ذو المرحلتين من مرحلتين كهروحرارية متصلتين من خلال واجهة حرارية متوسطة:

الجانب البارد → المرحلة الأولى → الواجهة المتوسطة → المرحلة الثانية → الجانب الساخن

تقوم المرحلة الأولى بإزالة الحرارة من المنطقة الخاضعة للتحكم، بينما تقوم المرحلة الثانية بنقل الحرارة نحو الجانب الساخن. وبالتالي فإن المرحلة الثانية تتعامل مع الحرارة المنقولة من المرحلة الأولى بالإضافة إلى الإدخال الكهربائي للوحدة.

ويعتمد فرق درجة الحرارة الذي يمكن تحقيقه على الحمل الحراري، ودرجة حرارة الجانب الساخن، وتيار التشغيل، وظروف رفض الحرارة.

هيكل الوحدة

الركيزة السيراميك

توفر ركائز السيراميك المصنوعة من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) العزل الكهربائي والدعم الهيكلي للوحدة الكهروحرارية أثناء تشكيل الأسطح الحرارية بين العناصر الكهروحرارية والنظام الحراري الخارجي.

عناصر P-N الحرارية

تشكل عناصر أشباه الموصلات من النوع P والنوع N القلب الحراري وتوفر التحويل الكهربائي والحراري اللازم للتبريد. يستخدم X-Meritan مواد كهروحرارية تعتمد على Bi₂Te₃ لتطبيقات التحكم في درجة الحرارة المحيطة ودرجات الحرارة المنخفضة.

واجهة حرارية متوسطة

ترتبط المرحلتان الكهروحرارية ميكانيكيًا وحراريًا من خلال واجهة وسيطة. يجب أخذ خصائصها الحرارية والميكانيكية في الاعتبار عند تصميم الوحدة الكاملة.

اتصال طاقة التيار المستمر

تعمل الوحدة من مصدر طاقة تيار مباشر. يتم تحديد التكوين الكهربائي وأسلاك الطاقة وظروف التشغيل وفقًا لهيكل الوحدة ومتطلبات التطبيق.

المواد الحرارية

تتمتع X-Meritan بقدرات تغطي تطوير المواد الكهروحرارية وإنتاجها وتصنيع المكونات والتجميع والاختبار. تستخدم مكونات TEC الخاصة بها مواد قائمة على Bi₂Te₃-Sb₂Te₃.

تطبق عملية البثق تشوهًا بلاستيكيًا عالي الضغط لتشكيل هيكل كثيف ومحكم. وهذا يدعم عمليات القطع والتخفيف اللاحقة ويسمح بإنتاج عناصر كهروحرارية صغيرة.

يتم تحديد درجة المواد النهائية وأبعاد العناصر وفقًا لهيكل الوحدة ومتطلبات التصنيع.

TECs على مرحلتين مقابل TECs على مرحلة واحدة

يتم أخذ التكوين على مرحلتين بعين الاعتبار بشكل عام عندما يتجاوز فرق درجة الحرارة المطلوب النطاق العملي لتصميم المرحلة الواحدة.

التطبيقات

كشف بالأشعة تحت الحمراء

 يمكن للمبردات الحرارية الكهربائية ذات المرحلتين توفير التحكم الموضعي في درجة الحرارة لأجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء ومكونات الاستشعار ذات الصلة حيث يلزم وجود فرق أكبر في درجة الحرارة.

تبريد مستشعر CCD

بالنسبة لأنظمة التصوير المعتمدة على CCD، يمكن للتبريد الحراري أن يحافظ على المستشعر عند درجة حرارة تشغيل يمكن التحكم فيها حيث تتجاوز المتطلبات الحرارية النطاق العملي لوحدة أحادية المرحلة.

الاتصالات الفضائية والفضائية

يمكن النظر في بناء الحالة الصلبة للوحدات الكهروحرارية لمعدات اتصالات الفضاء الجوي والأقمار الصناعية حيث تحد بنية المعدات والمساحة المتاحة ومتطلبات الاهتزاز من استخدام أنظمة التبريد الميكانيكية التقليدية.

المعدات الطبية والمخبرية

يمكن تطبيق التكنولوجيا الحرارية ذات المرحلتين على معدات التحليل الكيميائي الحيوي والمراحل الباردة في المختبرات التي تتطلب ظروف درجة حرارة منخفضة يمكن التحكم فيها.

اختبار المكونات الإلكترونية

يمكن أن توفر وحدات TEC بيئة حرارية يمكن التحكم فيها لاختبار خصائص درجات الحرارة المنخفضة للمكونات الإلكترونية والأجهزة الأخرى الحساسة لدرجة الحرارة.

التطوير المخصص

تدعم X-Meritan الوحدات الكهروحرارية المخصصة بناءً على رسومات العملاء والعينات والأبعاد ومتطلبات التطبيق.

عملية التطوير النموذجية هي:

مراجعة المتطلبات ← تصميم الهيكل ← إنتاج العينات ← تقييم الأداء ← التأكيد ← الإنتاج

بالنسبة للتصميمات الجديدة، تشمل المدخلات الهندسية الرئيسية نطاق درجة الحرارة المستهدفة، والحمل الحراري، ومساحة التثبيت المتاحة، وظروف الطاقة، وطريقة رفض الحرارة من الجانب الساخن.

الإنتاج والجودة

يتمتع فريق X-Meritan بأكثر من 10 سنوات من الخبرة في مجال الإدارة الحرارية لأشباه الموصلات، مع قدرات تغطي تطوير المواد الكهروحرارية وتصنيع المكونات والتجميع والاختبار.

تشمل معدات الإنتاج معدات اللحام، وإعادة التدفق، والتوزيع، والقطع، والختم، والمعالجة، والطباعة، مدعومة بمرافق التجميع والاختبار المخصصة.

يتبع نظام إدارة الجودة ISO 9001:2015. تتوفر وثائق الامتثال لـ RoHS وREACH للمنتجات والتكوينات المعمول بها، مع تأكيد وثائق محددة وفقًا للوحدة المرفقة.

معلومات الاختيار

بالنسبة للتقييم الهندسي واختيار TEC، تكون المعلومات التالية مفيدة:

يمكن أيضًا توفير رسم منتج أو وحدة موجودة أو بيانات اختبار عندما تحتاج الوحدة الجديدة إلى استبدال تصميم موجود أو مطابقته.

التعليمات

لماذا نستخدم TEC على مرحلتين بدلاً من تصميم مرحلة واحدة؟

يتم أخذ المبردات الحرارية الكهربائية ثنائية المرحلة في الاعتبار عندما لا تتمكن الوحدة أحادية المرحلة من توفير حالة الجانب البارد المطلوبة في ظل الحمل الحراري المحدد ودرجة حرارة الجانب الساخن.

هل يمكن أن يعمل TEC على مرحلتين تحت درجة حرارة 0 درجة مئوية؟

نعم. يكون التشغيل تحت درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية ممكنًا عندما يكون تصميم الوحدة والحمل الحراري وظروف الجانب الساخن ونظام التحكم مناسبًا لنطاق درجة الحرارة المطلوب.

ما هي المعلومات المطلوبة لاختيار TEC على مرحلتين؟

تعد درجة حرارة الجانب البارد المستهدفة، ودرجة حرارة الجانب الساخن، والحمل الحراري، والأبعاد المتاحة، وإمدادات الطاقة، وطريقة رفض الحرارة من بين المعلمات الرئيسية المستخدمة للاختيار.

هل يمكن لـ X-Meritan تخصيص وحدات TEC ذات مرحلتين؟

نعم. يمكن لشركة X-Meritan تطوير الوحدات وفقًا لرسومات العملاء والعينات ومتطلبات الأبعاد والظروف الكهربائية ومتطلبات التطبيق.