Półprzewodnikowe lodówki Peltiera. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Elektryczność dla początkujących

 Komentarze do artykułu

Działaniu nowoczesnych, wysokowydajnych podzespołów elektronicznych, które stanowią podstawę komputerów, towarzyszy znaczne wydzielanie ciepła, zwłaszcza w trybach przetaktowywania. Sprawne działanie takich elementów wymaga odpowiednich środków chłodzących. Z reguły takimi środkami są tradycyjne grzejniki i wentylatory.

Ich parametry stale się poprawiają, jednak takie środki chłodzące jak półprzewodnikowe lodówki Peltiera pojawiły się i stały się popularne na rynku komputerowym.

W latach 60. i 70. przemysł ZSRR podejmował próby produkcji małych domowych lodówek Peltiera. Jednak niedoskonałość istniejących technologii, niska wydajność i wysokie ceny nie pozwalały takim urządzeniom opuścić ówczesnych laboratoriów.

Produkowane obecnie moduły Peltiera, dzięki swoim unikalnym właściwościom termicznym i wydajnościowym, pozwalają osiągnąć wymagany poziom chłodzenia elementów komputerowych bez dużych nakładów finansowych.

projekt. Efekt Peltiera najsilniej obserwuje się w przypadku półprzewodników typu p i n. W zależności od kierunku przepływu prądu energia jest absorbowana lub uwalniana przez styk półprzewodników o różnych typach złączy pn i np w wyniku rekombinacji ładunków (rys. 1).

Łączenie dużej ilości par półprzewodników typu p i n pozwala na tworzenie elementów chłodzących - modułów Peltiera o stosunkowo dużej mocy. Budowę takiego modułu przedstawiono na rysunku 2.

W wyniku przepływu prądu elektrycznego o określonej polaryzacji powstaje różnica temperatur między grzejnikami modułu Peltiera: jeden grzejnik działa jak lodówka, drugi grzejnik nagrzewa się i służy do odprowadzania ciepła. Wygląd typowego modułu Peltiera przedstawiono na rys.3.

Typowy moduł zapewnia znaczną różnicę temperatur, która wynosi kilkadziesiąt stopni. W celu zwiększenia różnicy temperatur możliwe jest kaskadowe łączenie modułów (rys. 4). Urządzenia chłodzące oparte na modułach Peltiera są często określane jako aktywne chłodnice Peltiera lub chłodnice Peltiera.

Ogromne znaczenie ma moc modułu Peltiera, która zależy od jego wielkości. Moduł małej mocy nie zapewnia niezbędnego chłodzenia chronionego elementu elektronicznego (np. procesora). Jednocześnie moduł o zbyt dużej mocy może wychłodzić element do poziomu kondensacji wilgoci z powietrza, co jest niebezpieczne dla układów elektronicznych (może doprowadzić do zwarć w obwodzie).

Należy zauważyć, że moduły Peltiera emitują stosunkowo dużą ilość ciepła podczas swojej pracy. Z tego powodu konieczne jest zastosowanie nie tylko wydajnego wentylatora jako części chłodnicy, ale także środków obniżających temperaturę wewnątrz obudowy komputera, aby zapobiec przegrzaniu innych podzespołów komputera. Rysunek 5 przedstawia wygląd aktywnej chłodnicy, która zawiera moduł półprzewodnikowy Peltiera.

Funkcje operacji Moduły Peltiera są następujące:

1) Oddanie dużej ilości ciepła wymaga obecności w chłodnicy odpowiedniego radiatora i wentylatora. Moduły Peltiera mają stosunkowo niską wydajność i dlatego są potężnymi źródłami ciepła. Ponadto moduły te stanowią potężne dodatkowe obciążenie dla zasilacza. Moc zasilacza w komputerze należy zwiększyć do 250 watów. A to prowadzi do konieczności podzielenia zasilacza na kilka bloków.

2) W przypadku awarii moduł Peltiera izoluje chłodzony element od chłodnicy chłodnicy. Prowadzi to do szybkiego naruszenia reżimu termicznego chronionego elementu i jego awarii z powodu przegrzania.

3) Niskie temperatury, które występują podczas pracy lodówek Peltiera z nadmiarem mocy, przyczyniają się do skraplania wilgoci z powietrza. Tabela 1 przedstawia temperaturę skraplania wilgoci przy różnej wilgotności powietrza i temperaturze otoczenia.

Tabela 1

Należy pamiętać, że przy wilgotności 70% wystarczy obniżyć temperaturę wewnątrz obudowy tylko o 6°, ponieważ zaczyna się skraplanie wilgoci. Dlatego konieczne jest dokładne określenie mocy lodówek Peltiera, aby uniknąć niebezpieczeństwa kondensacji.

4) Nowoczesne procesory zapewniają zmniejszenie zużycia energii w zależności od obciążenia (przewidują to również standardy oszczędzania energii). Ale to nie pasuje do chłodnic Peltiera zaprojektowanych do ciągłej pracy. Należy wprowadzić elementy sterujące chłodnicy, w przeciwnym razie nie można ich użyć.

Istnieją doniesienia o eksperymentach dotyczących osadzania miniaturowych modułów Peltiera bezpośrednio w chipach procesora. Takie rozwiązanie pomaga zmniejszyć opór termiczny procesora i pozwala na zwiększenie częstotliwości jego pracy.

Zobacz inne artykuły Sekcja Elektryczność dla początkujących.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Skanowanie ramki na zdjęcia 08.11.2009 Cyfrowe ramki do zdjęć, które są obecnie powszechne, umożliwiają oglądanie zdjęć i klipów wideo zrobionych aparatami cyfrowymi na małym ekranie. A nowy model, wydany przez tajwańską firmę „Mustek”, potrafi w kilka sekund zeskanować „papierową” fotografię, zamieniając ją na postać cyfrową. Pamięć ramki pozwala na przechowywanie ponad 3000 zdjęć.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Odkryto nowy rodzaj biomolekuł

▪ Zegary biologiczne zwierząt dziennych i nocnych różnią się budową neuronową.

▪ Ultraszybki, wytrzymały dysk kieszonkowy Samsung Portable SSD X5

▪ Bakterie lądowe mogły polecieć na Marsa

▪ Ekologiczna synteza mocznika

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ Dział serwisu Materiały elektrotechniczne. Wybór artykułów

▪ artykuł Wpływ prądu elektrycznego na organizm człowieka. Bezpieczeństwa i Higieny Pracy

▪ artykuł Jak szybko Charon porusza się po powierzchni Plutona? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Księgowy-audytor. Opis pracy

▪ artykuł Kształtownik napięć bipolarnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Igła i nitka. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024