¿Qué queremos decir con TEC bidireccional?

Un TEC es fundamentalmente bipolar, a nivel eléctrico.

Sin embargo, el conjunto mecánico que compre puede ser más eficiente en una dirección en lugar de la otra. Puede tener rutas de calor más grandes o, de lo contrario, "mejores" en el lado caliente, por ejemplo, que tiene que lidiar con un mayor flujo de calor en las aplicaciones de refrigeración.

Incluso si es completamente simétrico (como la mayoría), estará polarizado para la documentación de ensamblaje, de modo que los fabricantes puedan instalarlo de la manera correcta. Por ejemplo, los 'mini refrigeradores' que también pueden calentar el contenido a 60 ° C deben tener etiquetas en el interruptor de enfriamiento / enfriamiento en el sentido correcto.

Para obtener la mejor eficiencia, un TEC debe ejecutarse desde un DC constante. La cantidad de calor bombeado es proporcional a la corriente. La cantidad de calor residual generado es proporcional a la corriente al cuadrado. Esto significa que si se utiliza un PWM de puente H de conmutación simple para alimentar el TEC, se generará una gran cantidad de calor residual, independientemente de la cantidad de calor que se bombee. Se debe agregar un filtro LC a la salida del puente H, que lo convierte en un SMPS bipolar o amplificador de clase D. Dicho esto, un amplificador de audio de clase D barato modificado para operación de CC (se eliminó el acoplamiento de CA de entrada y retroalimentación) es un controlador TEC bipolar ideal.

Para utilizar el enfriamiento TEC para un LÁSER, es necesario conocer la disipación de potencia del LÁSER y la eficiencia de enfriamiento del TEC. Esto requiere una baja resistencia térmica para transferir el calor del LÁSER al lado frío del TEC al lado caliente a un disipador térmico grande. Invertir el flujo de calor no es un requisito válido aquí. Se calentará inmediatamente con el uso inicial. Entonces usted quiere mantenerlo a una temperatura constante como 25'C. Esto se puede hacer mediante un diseño inteligente sin agregar más calor al láser para precalentarlo externamente y correlacionar el voltaje de caída del láser con la temperatura (mediante calibración de prueba) o con un sensor T en un bucle activo.

Idealmente, debe cumplir o superar la capacidad de enfriamiento térmico del LÁSER con un margen de seguridad mínimo y puede seleccionar cuidadosamente la potencia de enfriamiento de TEC para igualar o superar la disipación de potencia del láser a las mismas corrientes. Así podrían compartir la misma corriente. Naturalmente, usted está más que duplicando la potencia del láser para el diseño del disipador térmico, pero resulta en la extensión de la vida útil o la duración del pulso del láser. De lo contrario, necesita un exceso de capacidad en el módulo TEC y luego regular el lado frío del láser con un sensor térmico de algún tipo.

A continuación se muestra un método SMPS + Tsens + uC para regular la temperatura. Pero si uno sabe cómo hacer un diseño térmico adecuado, se puede hacer de manera más eficiente con un bucle abierto que haga coincidir la potencia de refrigeración de TEC con la potencia de carga y utilizando el sensor T para apagar el ventilador del disipador térmico. Es una aplicación simple de la Ley de Ohm para la resistencia térmica y la potencia térmica en ambos dispositivos con resistencias térmicas bajas adecuadas y resistencia térmica efectiva del disipador térmico para lograr un aumento nulo de C / W en el láser.

Agregar calor al láser solo reduce la eficiencia general, ya que la eficiencia del TEC (30%) es menor que la ganancia de eficiencia del láser al calentarlo externamente. El autocalentamiento es gratuito y esta es una aplicación térmica de la Ley de Ohm con masa de calor para la capacidad de almacenamiento equivalente a un condensador grande (Farads) en paralelo con una pequeña R (ohmios).

Defina todos sus parámetros electro-ópticos-climáticos antes de comenzar el diseño.