TEC レーザーダイオード用熱電クーラーの紹介

TEC（Thermo Electric Cooler）は、熱電冷却器または熱電冷却器です。見た目がチップデバイスに似ているため、TEC冷凍チップとも呼ばれます。

半導体熱電冷凍技術は、半導体材料のペルチェ効果を利用して冷凍または加熱を実現するエネルギー変換技術です。オプトエレクトロニクス、エレクトロニクス産業、生物医学、家電などの分野で広く使用されています。いわゆるペルチェ効果とは、2 つの半導体材料で構成されるガルバニ対に DC 電流が流れると、ガルバニ対の両端で一方の端が熱を吸収し、もう一方の端が熱を放出する現象を指します。

動作原理:

熱電冷却デバイスは通常、直列に接続された数対の p 型および n 型半導体熱電対で構成されます。 DC 電源が接続されると、熱電冷却デバイスの一端の温度が低下し、同時に他端の温度が上昇します。熱交換器などのさまざまな熱伝達方法を使用して冷凍装置の高温端から熱を継続的に放散することにより、装置の低温端は作業環境から熱を吸収し続けます。この現象は完全に可逆的であり、電流の方向を変えるだけで熱が逆方向に伝達される可能性があることに注意してください。したがって、冷却と加熱の両方の機能を 1 台の熱電冷凍装置で同時に実現できます。

TEC 熱電冷却器は、内部の半導体 P 極、半導体 N 極、導電性金属、および上層と下層の温度交換用のセラミック基板で構成されています。単一の熱電冷凍ペアの冷却能力には限界があり、TEC は通常、十数から数十の冷凍ペアで構成されます。単一の TEC のホットエンドとコールドエンドの温度差は 60 ～ 70°C に達し、コールドエンドの温度は -20 ～ -10°C に達することがあります。より大きな温度差を取得し、コールドエンド温度を低くしたい場合は、複数の TEC を積み重ねることができます。使用シーンや使用方法に応じて、さまざまな形状のTECが市販されています。

分類：

TEC は、単段熱電冷凍装置、多段熱電冷凍装置、マイクロ熱電冷凍装置、アニュラー熱電冷凍装置およびその他のタイプを含む、幅広い熱電冷凍製品を取り揃えています。

1. シングルステージシリーズ：さまざまな生産プロセスに従って、従来シリーズ、高出力シリーズ、高温シリーズ、リサイクル可能なシリーズ製品に分けられます。シングルステージシリーズ製品は、より高性能、より信頼性が高く、さまざまな冷却能力、形状、入力電力を備えた標準的な TEC 製品であり、主に産業、実験室機器、医療、軍事、その他の分野で使用されています。他の分野。

2. 多段シリーズ：主に温度差が大きい場所や低温要件がある場所で使用されます。このタイプのTECは冷却能力が小さく、中小規模の冷凍能力と大きな温度差が必要な場合に適しています。通常、IR 検出、CCD、光電分野で使用されます。さまざまな積み重ね方法の設計により、深層冷凍のニーズを満たすことができます。このタイプの冷凍機は、単段 TEC よりも大きな温度差を実現できます。

3. マイクロシリーズ：高温・狭空間環境に対応するよう設計・開発。高性能熱電材料の高度な製造プロセスを使用して開発された製品。通常、レーザー送信機、光受信機、ポンプレーザー、および光通信業界のその他の製品で使用される製品。

4. リングシリーズ: 中程度の冷却能力の用途に適しています。このシリーズの製品には、光学的、機械的固定または温度プローブ用の突起を収容するために、高温側および低温側のセラミックの中心に円形の穴があります。通常、産業、電気機器、実験室、光電子機器およびその他の分野で使用されます。

従来の機械冷却方式と比較して、熱電冷却技術は冷媒を必要とせず、環境に優しい固体冷却方式です。小型、軽量、無振動、無騒音、正確な温度制御、高い信頼性を備え、あらゆる角度で動作するなどの利点を備えた熱電技術は、特定の応用分野でも重要な技術ソリューションの1つです。

アクティブ冷却: 熱電冷却は、通常のラジエーターでは不可能な、周囲温度よりも低い温度で対象物を冷却できるアクティブ冷却方法です。真空環境で多段熱電冷却器を使用することにより、-100°C までのさらに低い温度を達成できます。

ポイントツーポイント冷凍：熱電冷凍はコンパクトな構造で、狭いスペースまたは範囲で正確な温度制御を実現でき、他の冷凍方法では実現できないポイントツーポイント冷凍も実現できます。

高信頼性：熱電冷凍機には可動部品がなく、信頼性が高く、メンテナンスフリーで長期間動作します。設置後の分解が困難なシステムや長い耐用年数が必要なシステムに適しています。

正確な温度制御：熱電冷却はDC電源であり、冷却能力の調整が簡単です。入力電流を調整することで冷却能力と温度を精密に制御でき、0.01℃以上の温度制御安定性を実現します。

冷却/加熱：熱電技術は冷却と加熱の両方の機能を備えています。同じシステムで、電流の方向を変えるだけで冷却モードと加熱モードの両方を実現できます。