熱電制冷器的選型是一個迭代過程。除基本尺寸信息之外，一個典型的TEC技術規(guī)格書中還包含如下基本信息：

Qcmax:當冷熱面溫差為0℃時，熱電冷卻器能夠轉移的熱量。

Imax:熱電冷卻器允許通過的最大電流；

Vmax:熱電冷卻器通過最大電流時，熱電冷卻器兩端的電壓；

DTmax:當熱電冷卻器通過最大電流，同時，熱電冷卻器加載的熱量為零時，熱電冷卻器兩端所達到的最大溫差。

COP：綜合性能系數(shù)（coefficientof performance），表示冷卻的熱量值與輸入能量的比值Qc/(V*I)；

Th：熱電冷卻器熱端溫度；

R_AC：熱電冷卻器的電阻。

下圖為某TEC基本參數(shù)表：

 

 

對于TEC而言，當運行溫度不同時，由于電氣性能變化，上文所提及的關鍵參數(shù)也將有所不同。此例中，取熱端溫度為50℃的性能參數(shù)。假定需求場景為：發(fā)熱芯片功耗為20W，要求溫度控制在26℃，依此計算此TEC的工作點（工作電流和工作電壓）。

芯片溫度控制在26℃，則溫升要求為24℃。通過規(guī)格書中的制冷量、電流、溫差圖，獲知工作電流應為4A：

 

此處4A的電流，指的是TEC工作穩(wěn)定之后的電流，啟動時，工作電流稍大。在某些TEC規(guī)格書中還提供有電壓、電流和溫差線圖，此時，可以在此圖中將對應的電壓線找到，并使得溫差為零（初始狀態(tài)，冷熱面溫差為零），回溯獲得初始電流值。如果規(guī)格書中并未提供此圖，則通常按照穩(wěn)態(tài)電流值的~1.2倍設置。

根據(jù)電流、電壓、溫差圖，查知工作電壓為4.5V。依工作電壓和工作電流，計算得為實現(xiàn)當前熱傳量并維持所要求的溫差，所需輸入功率為Pin = I * V = 4A * 4.5V = 18 W. 換算知此時TEC綜合效率系數(shù)為COP = 20W/18W= 1.11.

 

 

     COP值還可以在COP、電壓、溫差圖中查知。

 

從此圖中，不僅可以查知COP值，還可判定在此工作溫差、工作電壓下TEC工作的最高效率點。按照此圖顯示，COP值顯然不在最優(yōu)點。此TEC實現(xiàn)20W功耗，在環(huán)境溫度為24℃時，控制芯片結溫為26℃時，需要輸入的額外電能為18W。為了達到這樣的效果，還要滿足如下兩個信息：

• 電路的設定，需要能夠支持TEC的電流需求；

• TEC熱面裝配的散熱器，能夠在維持熱面溫度為50℃的前提下，穩(wěn)定地散失38W（芯片發(fā)熱量20W+TEC輸入功率18W）的熱量。

由此，不難看出，TEC的設計選型，需要電路和散熱器的匹配設計。而且，散熱器的熱負荷等于芯片發(fā)熱量與TEC輸入功率之和。當TEC的COP值不高時，為了將芯片的特定功耗及時轉移，TEC需要更高的輸入功耗，這樣不僅使得設計方案能效降低，還會增加散熱器的熱負荷，給熱量的最終轉移帶來困難。因此，TEC的選型是一個迭代過程。在最終選定TEC前，需要采用上述方法對比多個TEC的綜合效率值，選則能效比最高的熱電冷卻器，實現(xiàn)最節(jié)能、外部散熱系統(tǒng)設計需求最小的方案。

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