ків p-і n-типу дозволяє створювати охолоджуючі елементи - модулі Пельтьє порівняно великої потужності. Структура напівпровідникового термоелектричного модуля Пельтье представлена ​​на рис. 2.1. br/>В
Рис. 2.1 - Структура модуля Пельтьє
Модуль Пельтьє, являє собою термоелектричний холодильник, що з послідовно з'єднаних напівпровідників p-і n-типу, що утворюють pn-і np-переходи. Кожен з таких переходів має тепловий контакт з одним з двох радіаторів. У результаті проходження електричного струму певної полярності утворюється перепад температур між радіаторами модуля Пельтье: один радіатор працює як холодильник, інший радіатор нагрівається і служить для відведення тепла. На рис. 2.2. представлений зовнішній вигляд типового модуля Пельтье.
В
Рис. 2.2 - Зовнішній вигляд модуля Пельтье
Типовий модуль забезпечує значний температурний перепад, який складає декілька десятків градусів. При відповідному примусовому охолодженні нагрівається радіатора другий радіатор - холодильник, дозволяє досягти негативних значень температур. Для збільшення різниці температур можливе каскадне включення термоелектричних модулів Пельтьє при забезпеченні адекватного їх охолодження. Це дозволяє порівняно простими засобами отримати значний перепад температур і забезпечити ефективне охолодження захищаються елементів. На рис. 2.3. представлений приклад каскадного включення типових модулів Пельтьє. br/>В
Рис. 2.3 - Приклад каскадного включення модулів Пельтьє
Пристрої охолодження на основі модулів Пельтьє часто називають активними холодильниками Пельтьє або просто кулерами Пельтьє (рис.2.4.). br/>В
Рис.2.4 - Зовнішній вигляд кулера з модулем Пельтьє
Головна характеристика термоелектричного охолоджуючого пристрою - це ефективність охолодження:
В
Z = a 2/( rl ),
де a - коефіцієнт термоедс;
r - питомий опір;
l - питома теплопровідність напівпровідника.
Параметр Z - Функція температури і концентрації носіїв заряду, причому для кожної заданої температури існує оптимальне значення концентрації, при якій величина Z максимальна. Введення в напівпровідник тих чи інших домішок - основне доступний засіб змінювати його показники (a, r, l) в бажану сторону.
Використання модулів Пельтьє в активних кулерах робить їх істотно більш ефективними по порівнянні зі стандартними типами кулерів на основі традиційних радіаторів і вентиляторів. Проте в процесі конструювання і використання кольорів з модулями Пельтьє необхідно враховувати ряд специфічних особливостей, випливають з конструкції модулів, їх принципу роботи, архітектури сучасних апаратних засобів комп'ютерів і функціональних можливостей системного і прикладного програмного забезпечення.
В
2.2 Особливості експлуатації модулів Пельтьє
Пельтьє, застосовувані в складі засобів охолоджування електронних елементів, відрізняються порівняно високою надійністю, і на відміну від холодильників, створених за традиційною технологією, не мають рухомих частин. І, як це зазначалося вище, для збільшення ефективності своєї роботи вони допускають каскадне використання, що дозволяють довести температуру корпусів захищаються електронних елементів до негативних значень навіть при їх значній потужності розсіяння. Також модуль є оборотним, тобто при зміні полярності постійного струму гаряча і холодна пластини міняються місцями.
Однак крім очевидних переваг, модулі Пельтье володіє і рядом специфічних властивостей і характеристик, які необхідно враховувати при їх використанні у складі охолоджуючих засобів. Деякі з них були вже відмічені, але для коректного застосування модулів Пельтьє вимагають більш детального розгляду.
До найважливіших характеристик відносяться такі особливості експлуатації:
В§ Модулі Пельтьє, виділяють в процесі своєї роботи велику кількість тепла, вимагають наявності в складі кулера відповідних радіаторів і вентиляторів, здатних ефективно відводити надмірне тепло від охолоджуючих модулів.
В§ Термоелектричні модулі відрізняються відносно низьким коефіцієнтом корисної дії (ккд) і, виконуючи функції теплового насоса, вони самі є потужними джерелами тепла. Використання даних модулів у складі засобів охолоджування електронних комплектуючих комп'ютера викликає значне зростання температури усередині системного блоку, що нерідко вимагає додаткових заходів і засобів для зниження температури всередині корпусу комп'ютера. В іншому випадку підвищена температура всередині корпусу створює труднощі для роботи лише для елементів, що захищаються та їх систем охолодження, але і інших компонентів комп'ютера.
В§ Модулі Пельтьє є порівняно потужної додатковим навантаженням для блоку живлення. Споживаний ними струм перевищує 6А. Занадто тонкі дроти живлення можуть не витримати такої сили струму. З у...
