Экспериментальное исследование энергетических характеристик термоэлектрических модулей для охлаждения оптоэлектронных устройств


Авторы

Воробьев Д. В., Макаров П. Г.*

Московский энергетический институт (национальный исследовательский университет), ул. Красноказарменная,14, Москва, 111250, Россия

*e-mail: MakarovPG@mpei.ru

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментального исследования энергетических характеристик термоэлектрических модулей с различной максимальной холодопроизводительностью, материалами и толщинами керамических подложек. Определяется холодильный коэффициент в зависимости от тепловой нагрузки и температурных режимов работы модулей. Исследовано влияние теплопроводности и толщины керамических подложек из Al₂O₃ и AlN на эффективность работы модулей при охлаждении. Проведено сравнение модулей с целью выбора оптимального варианта для различных условий эксплуатации. Полученные данные позволили сформулировать рекомендации по подбору термоэлектрических модулей с наилучшим соотношением производительности и энергопотребления.

Ключевые слова:

эффект Пельтье, элемент Пельтье, термоэлектрический модуль, холодильный коэффициент, тепловое сопротивление

Список источников

  1. Rowe DM. (Ed). Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano. Boca Raton: CRC Press, 2006. 864 с.

  2. Semenov V. et al. Thermal management of optoelectronic devices using thermoelectric modules // IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology. 2019. Vol. 9. № 1. pp. 132–140.

  3. Laird Technologies. Thermoelectric application note: Ther-mal management using thermoelectrics // Laird Techno-logies. 2018. 14 p.

  4. Lineykin S., Ben-Yaakov S. Modeling and analysis of thermoelectric modules // IEEE Transactions on Industry Applications. 2007. Vol. 43. № 2. pp. 505–512.

  5. Ma Y. et al. Thermoelectric cooling for electronic devices: advances and outlook // Energy Reports. 2022. Vol. 8. pp. 4016–4032.

  6. Артамонов А.В. Применение термоэлектрических модулей в бортовой аппаратуре // Сенсорные системы. 2020. № 4. С. 25–30.

  7. Snyder G.J. Application of the compatibility factor to the design of segmented and cascaded thermoelectric gene-rators // Applied Physics Letters. 2004. Vol. 84. № 13. pp. 2436–2438.

  8. Riffat S.B., Ma X. Thermoelectrics: A review of present and potential applications // Applied Thermal Engineering. 2003. Vol. 23. № 8. pp. 913–935.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025