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制冷器件选型方法

2021.7.25

   各个厂家根据本身的制冷器效率会有不同的建议值,以下仅为选型建议。

   1.为了选择制冷器件规格要先确定需要的制冷量,如果不能确切的测量或计算也可以通过温升等外部状况推算和估计,将估算值标记为Qc,如果冷面温度与环境温度的差小于30℃,属于常规制冷应用,直接用1.5*Qc与厂家的制冷器件规格表中最大制冷量比较,找到数值相近的制冷规格(±5W),再参照希望采用的电流、电压即可选择一款合适的制冷器件。

   2.对于制冷温差30℃-60℃的非常规制冷应用,需要选用2.5*Qc甚至更高制冷量的规格,因为器件的特性是随着温差增加抽运热的能力呈线性下降。或者咨询厂家在工作工况下的制冷量。

   3.选择制冷器件时还应充分地考虑到散热条件的制约,散热条件直接影响器件热面的温度,制冷器总的散热量等于制冷量+制冷器的输入功率,如果散热不充分制冷器的冷热端之间会产生漏热现象,最终引起制冷器的效率下降。

   4.作为选择时的一种方案是建议较多数量的小功率器件代替较少数量的大功率器件,获得相同的制冷量,目的在于增加热源面积降低散热功率密度。

   5.在制冷器设计的过程种,当PN结的长宽高确定之后,一旦电压确定,制冷器PN结的对数基本上已经确定。一般PN结的电压和PN结的高度成正比,和PN结的横截面积成反比,制冷器可以根据实际情况进行设计。

  5、电源及控制方式的选择

   热电制冷器件在工作时可以直接采用直流电源供电,无论是电池或开关电源、还是简单的整流直流电源均可使用。热电制冷器是低阻抗的半导体器件,相当于在电源上加载一个电阻。由于碲化铋材料的本征性质,制冷器的平均温度每升高1 ℃电阻增加大约为0.5%。如果为了达到简单的温度控制目的,可以使用标准恒压器或者可变输出的直流电源来调整热电器件的输入电压。在热载荷比较稳定的应用条件下,使用手动调控的直流电源就可以保证在几个小时温度或更长时间范围内,温度的上下波动不超过±1 ℃。如果需要精确控制温度,一般需要使用闭路(反馈)系统,通PID或PWM等自动控制输入电流的大小或者脉宽。此时,温度控制的精度保持可以在±0.1 ℃,或更高的精度内。

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