半导体制冷片制热应用思考

101016 · 发表于 2021-10-13 10:20

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半导体制冷片利用珀尔效应可以用于很多制冷应用中。
在制冷应用中，利用风冷或水冷系统将热面的热量及时送走，可以让冷面温度进一步降低。
现在有一个制热应用，需要对目标物从室温加热并恒定在60摄氏度。我不清楚是否也可以用半导体制冷片去实现，也就是和制冷应用相反，用风冷或水冷将冷面的温度及时送走，则热面的温度可以持续提高。不知道这样是否可行。应该是可以用半导体应用在制热上的，但是因为没有接触过。
还请有这方面经验的人给点意见。谢谢！

101016 · 发表于 2021-10-13 13:27

killer00 发表于 2021-10-13 12:48
7 [/ j( F9 _: W! H- U0 u1 H% ]有温控器，你看看，原理为加热电阻

加热电阻能把目标温度提高到60度吗？
感觉加热电阻的效率比较低吧

小桥流水 · 发表于 2021-11-2 13:41

101016 发表于 2021-10-15 15:56
0 g; L0 F, |8 f: t所以我的理解应该是正确的：/ j) c6 G' d# Z! b( [( z
无论是制热应用还是制冷应用，TEC基本结构都是一样的，如你提供的图片。+ T; ]# S3 X0 e i% f: J. s( \: H
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“所以我的理解应该是正确的：
无论是制热应用还是制冷应用，TEC基本结构都是一样的，如你提供的图片。5 s6 }+ T2 L2 G
制冷应用时，散热片和风扇带走热面的热量，从而让冷面温度持续降低，通过温度传感器实时检测温度，达到设定温度后停止工作。
制热应用时，切换电流方向，散热片和风扇带走冷面的冷气，从而让热面温度持续降低，通过温度传感器实时检测温度，达到设定温度后停止工作。
以上理解正确否？”

1. 制冷时有限度的，不能无限度制冷；
2. 你需要的是制热（60度比室温高），室温下不太需要关注散热，如果应用环境比60度高那就是制冷需要关注散热；
3. 达到设定温度后不会停止工作，而是处于动态平衡之中（H桥驱动）。
4. 制热时不是让热面温度持续降低，而是持续升高，达到设定温度或者制热上限温度。

小桥流水 · 发表于 2021-10-14 13:43

完全可行。

TEC 有个特点，就是一面制冷的同时另外一面在制热（A面和B面效果相反），而且改变通过TEC的电流方向就可以改变TEC工作状态。一般TEC都是红黑双线，假如电流从红线流入，黑线流出时，A面制热B面制冷；当电流从黑线流入，红线流出的时候，就是A面制冷B面制热。一般来说在制热应用中加一个风扇用于恒温控制就足够了，因为时恒温，对制冷面风扇的功率要求不大，12V、24V，0.1A足够了，甚至可以用更小的风扇。
在实际应用中可以参考下面的图，TEC加热面和被控温物体之间可以加一个金属导热层，温度传感器埋在导热层里面或者表面。风扇尺寸根据需求多选一些规格测试之后选定。

101016 · 发表于 2021-10-13 10:23

另外，半导体制冷片品牌方面，除了Laird这个外国品牌之外，还有哪些国内质量可靠的品牌可以推荐的，请各位多给意见，谢谢！

killer00 · 发表于 2021-10-13 12:47

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killer00 · 发表于 2021-10-13 12:48

有温控器，你看看，原理为加热电阻

zhgabriel · 发表于 2021-10-15 09:46

TEC的话是可以的，我在实验室就是用TEC实现恒温控制，0~125℃，

另外laird我记得是热界面材料为主，主要是导热垫片，导热凝胶，还有些屏蔽材料那些

国产其实有不少，杭州大和啊，都可以的，要好的就选marlow呗，这些所有东西好像世强有代理，可以拉他们的来，有一整套的支持

guchenglihua · 发表于 2021-10-15 10:13

如果你不考虑成本和工作效率问题，那么完全可以这样去做。如果只是单纯加热到60°不建议这样去做。首先用半导体制冷去加热目标物到60°，你是如何去控制到60°？如果你有相关的热敏电阻等传感器去检测，那么为什么不用一个成本简单的发热电阻去实现呢。

101016 · 发表于 2021-10-15 15:40

guchenglihua 发表于 2021-10-15 10:13
3 P0 \+ C- b: J如果你不考虑成本和工作效率问题，那么完全可以这样去做。如果只是单纯加热到60°不建议这样去做。首先用半 ...

你说的没错，我现在就是在评估加热方案是选用TEC方案还是加热电阻或是其他方案。
说实话，我对加热电阻的方案也不是很了解。
因为整个项目中对温度设定有好几个：，37℃，65℃，72℃，95℃，每个温度都需要控制在±0.5℃的精度以内。
所以我不清楚加热电阻的方案能满足上述各个不同的温度设定以及精度要求吗？

101016 · 发表于 2021-10-15 15:43

zhgabriel 发表于 2021-10-15 09:46% J T8 x; ?* D1 j. Z" e( Y4 V6 i
TEC的话是可以的，我在实验室就是用TEC实现恒温控制，0~125℃，
# _; v! D+ s6 }+ M4 J/ J/ e0 V! C9 P" o- t8 |
另外laird我记得是热界面材料为主，主要 ...

感谢提供的参考品牌，如果代理商能提供一整套温控方案当然更好，但是就怕代理商的方案不一定适用于项目需求了。

101016 · 发表于 2021-10-15 15:56

小桥流水发表于 2021-10-14 13:43
" A2 C6 c7 p! m9 X1 s6 s5 z完全可行。) ^: E: z3 @2 O' B, B1 T
9 L! ~2 v* ?# N# i. q( a
TEC 有个特点，就是一面制冷的同时另外一面在制热（A面和B面效果相反），而且改变通过TEC的 ...

所以我的理解应该是正确的：
无论是制热应用还是制冷应用，TEC基本结构都是一样的，如你提供的图片。
制冷应用时，散热片和风扇带走热面的热量，从而让冷面温度持续降低，通过温度传感器实时检测温度，达到设定温度后停止工作。
制热应用时，切换电流方向，散热片和风扇带走冷面的冷气，从而让热面温度持续降低，通过温度传感器实时检测温度，达到设定温度后停止工作。
以上理解正确否？

zhgabriel · 发表于 2021-10-15 16:42

101016 发表于 2021-10-15 15:56' I4 N- L" j% M/ T/ `6 C
所以我的理解应该是正确的：
* D, P3 E) S2 F) n8 s无论是制热应用还是制冷应用，TEC基本结构都是一样的，如你提供的图片。, F5 @ t# k* ?3 ~' Z
...

TEC工作是有最大温差的，你可以去找规格书看看，制冷的时候，冷面靠近DUT，热面用热沉。制热的时候，可以改变电流方向，也可以直接取下热沉

101016 · 发表于 2021-10-15 17:16

zhgabriel 发表于 2021-10-15 16:42
+ f; f/ o- @( |7 _# B TTEC工作是有最大温差的，你可以去找规格书看看，制冷的时候，冷面靠近DUT，热面用热沉。制热的时候，可以 ...

请问DUT和热沉分别指什么，能简单科普下吗？谢谢！

小桥流水 · 发表于 2021-11-2 13:37

101016 发表于 2021-10-15 17:16
8 N' U% _' @& l$ r9 m D请问DUT和热沉分别指什么，能简单科普下吗？谢谢！

热沉就是铝铜银等材料的金属块，以便导热均匀，某些情况下温度传感器可以安装在热沉里面，你就按照上面的图片测试以下就行了，淘宝上有现成的模块，几百块就能买一个测试套件回来，。之前做过60度恒温的（80cm*120cm的面积），对风扇基本没需求，反面制冷的加个小散热器就行（或者散热器底下再加一个功率适当的风扇），你把TEC理解为没有电感的电机就行，正反向电流控制电机正反转，正反向电流控制TEC加热或制冷。

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