ペルチェ半導体冷蔵庫。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

半導体ペルチェ冷蔵庫。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

コンピューターの基礎を形成する最新の高性能電子コンポーネントの動作には、特にオーバークロックモードでの大量の発熱が伴います。このようなコンポーネントを効率的に動作させるには、適切な冷却設備が必要です。原則として、そのような手段は従来のラジエーターとファンです。

それらのパラメータは継続的に改善されていますが、半導体ペルチェ冷蔵庫などの冷却装置が登場し、コンピュータ市場で普及しています。

60年代から70年代にかけて、ソ連の産業界は家庭用小型ペルチェ冷蔵庫の生産を試みた。しかし、既存の技術の不完全性、低効率、高価格のため、当時はそのような装置を研究室から出すことはできませんでした。

現在製造されているペルチェモジュールは、その独特の熱特性と動作特性により、多額の経済的コストをかけずにコンピュータ要素の必要なレベルの冷却を達成することが可能です。

デザイン。ペルチェ効果は、p 型半導体と n 型半導体を使用した場合に最も強く観察されます。異なるタイプの pn 接合と np 接合の半導体の接点を流れる電流の方向に応じて、電荷の再結合により、エネルギーが吸収または放出されます (図 1)。

ペルチェ半導体冷蔵庫

多数の p 型半導体と n 型半導体のペアを組み合わせることで、比較的高出力の冷却要素、つまりペルチェモジュールを作成することができます。このようなモジュールの構造を図2に示します。

ペルチェ半導体冷蔵庫

特定の極性の電流が流れると、ペルチェモジュールのラジエーター間に温度差が生じます。一方のラジエーターは冷蔵庫のように機能し、もう一方のラジエーターは加熱して熱を除去する働きをします。代表的なペルチェモジュールの外観を図3に示します。

ペルチェ半導体冷蔵庫

一般的なモジュールでは、数十度の大きな温度差が生じます。温度差を大きくするために、モジュールのカスケード接続が可能です（図4）。ペルチェモジュールに基づく冷却装置は、アクティブペルチェ冷蔵庫またはペルチェクーラーと呼ばれることがよくあります。

ペルチェ半導体冷蔵庫

ペルチェモジュールのパワーはそのサイズに依存し、非常に重要です。低電力モジュールは、保護された電子要素 (プロセッサなど) に必要な冷却を提供しません。同時に、モジュールの電力が多すぎると、空気中の水分が凝結するまで素子が冷却される可能性があり、電子回路にとって危険です（回路の短絡を引き起こす可能性があります）。

ペルチェモジュールは動作中に比較的大量の熱を放出することに注意してください。このため、冷却装置の一部として強力なファンを使用するだけでなく、他のコンピュータコンポーネントの過熱を防ぐためにコンピュータケース内の温度を下げる対策も必要です。図5にペルチェ半導体モジュールを用いたアクティブクーラーの外観を示します。

ペルチェ半導体冷蔵庫

操作の特徴 ペルチェモジュールは次のとおりです。

1) 大量の熱を放出するには、クーラーに適切なラジエーターとファンが必要です。ペルチェモジュールは効率が比較的低いため、強力な熱源となります。さらに、これらのモジュールは電源に対する強力な追加負荷となります。コンピューターの電源の電力を 250 W に増やす必要があります。そのため、電源をいくつかのブロックに分割する必要があります。

2) 障害が発生した場合、ペルチェモジュールは冷却要素をクーラーラジエーターから隔離します。これにより、保護された要素の熱レジームが急速に破壊され、過熱による故障が発生します。

3) 過剰な電力でのペルチェ冷凍機の動作中に発生する低温は、空気からの水分の凝結に寄与します。表 1 は、さまざまな空気湿度と周囲温度における結露の温度を示しています。

表1
ペルチェ半導体冷蔵庫

湿度 70% では、ケース内の温度がわずか 6°低下するだけで結露が始まることに注意してください。したがって、結露の危険を回避するには、ペルチェ冷凍機の出力を正確に決定する必要があります。

4) 最新のプロセッサは、負荷に応じて消費電力を削減します (これは省エネ規格でも規定されています)。しかし、これは連続動作用に設計されたペルチェクーラーには適合しません。クーラーコントロールを入力する必要があります。入力しないと使用できません。

小型ペルチェモジュールをプロセッサチップに直接埋め込む実験の報告があります。このソリューションは、プロセッサの熱抵抗を低減し、動作周波数を高めるのに役立ちます。

他の記事も見る セクション初心者のための電気.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

充電ケーブル Phoenix Contact 375 kW 20.04.2023

Phoenix Contact は、Charx Connect Professional ファミリーから新しい HPC 充電ケーブルを発表しました。このケーブルは、375kW の安定した出力で安全で高出力の充電を提供し、冷却を必要としないと言われています。

この性能クラスの高速充電ケーブルは、通常、水冷式であり、ケーブル自体のコストと必要な冷却ユニットのコストが増加します。ただし、これまでメーカーは冷却に依存してきました。これにより、導体の断面積が小さくなり、エンドユーザーが充電ステーションで CCS ケーブルを簡単に移動できるようになります。

フエニックス・コンタクトは導体断面積を 4x 50 平方ミリメートルに増やしましたが、コスト上の利点と液冷冷却ジャケットの排除がより大きな導体断面積を相殺していると同社は考えています。冷却されていない充電ケーブルは、摂氏 375 度までの温度でも、40 アンペアで「永続的かつ安全に」動作する必要があります。ケーブルの定格は最大 1000 ボルトであるため、今日の電気自動車の電圧レベルが低くても、最大 375 kW の設計電力が得られます。

ブーストモードでは、短時間で大幅に高い充電電流が可能です。いずれにせよ、CCS 規格は 500 アンペアを超えることはありません。メインページの技術データの概要によると、「ブーストモード」で「周囲条件に応じて」最大 500 アンペアが可能です。ただし、500 アンペア (つまり、200 ボルトの主電源電圧で 400 kW の充電電力) を数分間しか使用できない電気自動車はほとんどないため、実際には 375 アンペアの DC 設計で十分です。可能。

新しい HPC ケーブルファミリは、冷却コンポーネントを排除するというコスト上の利点に加えて、XNUMX 線式測定技術を備えています。これにより、充電ケーブルの電力損失を記録できるため、電気自動車に伝達されるエネルギーを正確に判断できます。これは、充電プロセスの信頼性が高く適切な請求を行うために重要です。

新しいタイプのダブルチャンバーシールシステムにより、安全性が向上するはずです。このように、会社によれば、XNUMX つの DC+ および DC- 電源接点の空間的な分離は、「起こり得る短絡を確実に防止します」。もう XNUMX つの利点は、設計によるものだと言われています。自立型修理キットを使用すると、充電ケーブルを変更せずに、電源ピンを含むコネクタの面を交換できます。

その他の興味深いニュース:

▪ 浸漬冷却実験用 Cool Bitts ICEbox キット

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトの電子ディレクトリのセクション。記事の選択

▪ 記事移動式発電所の運転者に対する労働保護に関する指示

▪ 記事 XNUMX歳まで女の子として育てられた詩人は誰ですか? 詳細な回答

▪ 記事の配管工。労働保護に関する標準的な指示

▪ 記事ワイドレンジ関数発生器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事グラスの端にタバコ。フォーカスシークレット

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー