Aluminium-extrudierter Peltier-CPU-Kühlkörper

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Peltier-Phänomen: Zwei unterschiedliche Leiter werden zu einem galvanischen Paar verbunden und an eine Gleichstromversorgung angeschlossen. Wenn ein Strom durch das galvanische Paar fließt, tritt ein Energieübertragungsphänomen auf, ein Gelenk gibt Wärme ab und wird heiß, und das andere Gelenk absorbiert Wärme und wird kühl. Dieses Phänomen wird als Peltier-Effekt bezeichnet.

Die interne Struktur eines Peltier-Elements besteht aus einem Halbleiterchip aus Wismut-Tellurid-Materialien vom N-Typ und P-Typ. Die Chips sind elektrisch in Reihe geschaltet, aber in einer parallelen thermodynamischen Anordnung für eine optimale Wärmeübertragung zwischen den Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Keramikoberflächen des Moduls

Die thermoelektrische Kühlung macht sich den Peltier-Effekt zunutze: An der Verbindungsstelle zweier unterschiedlicher elektrischer Leiter wird Wärme aufgenommen oder abgegeben, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird. Thermoelektrische Module legen ein Peltier-Element zwischen zwei hochgradig wärmeleitende Keramikplatten, zusammen mit einer Stromversorgung, die Wärme vom Gerät effizient von einer Keramikplatte zur anderen überträgt. Zusätzlich kann die Richtung des Wärmeflusses geändert werden, indem einfach die Richtung des Stromflusses umgekehrt wird.

Durch das Anlegen einer Gleichspannung nehmen positive und negative Ladungsträger die von der Oberfläche eines Substrats abgegebene Wärme auf, die dann auf das Substrat auf der anderen Seite übertragen und abgegeben wird. Daher würde sich die Oberfläche, die die Energie aufgenommen hat, abkühlen, während sich die andere Seite, die die Energie abgegeben hat, erwärmen würde.

Um eine praktische thermoelektrische Kühleinheit zu bauen, wird ein Peltier-Modul in das System eingebaut, das typischerweise aus einem Block aus Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit (z. B. einer Aluminiumlegierung) und einem gerippten Kühlkörper besteht. Metallblöcke werden verwendet, um das zu kühlende Gerät, beispielsweise eine Laserdiode oder einen Bildsensor, mit der kalten Seite des Peltier-Moduls zu verbinden. Die Dicke des Metallblocks sollte so gewählt werden, dass er flach bleibt, um eine konsistente thermische Verbindung mit der kalten Platte des Peltier-Elements zu gewährleisten, aber seien Sie sich bewusst, dass eine übermäßige Dicke unnötige thermische Trägheit erzeugen kann. Bringen Sie auf der anderen Seite des Peltier-Elements einen Kühlkörper an, um die entzogene Wärme an die Umgebung abzugeben. Wenden Sie ein TIM auf jeder Seite an.

Es gibt verschiedene Arten von Kühlkörpern zum Bau eines Peltier-Moduls. Für elektronische Komponenten mit geringem Stromverbrauch ist der am weitesten verbreitete Kühlkörpertyp ein extrudierter Aluminium-Kühlkörper. Aluminium ist ein außergewöhnlicher Wärmeleiter und hat eine hervorragende Wärmeableitungsfähigkeit; Aluminium hat auch einige Vorzüge wie niedrige Kosten, geringes Gewicht, einfache Herstellung usw. Diese machen Aluminiumlegierungen zum gängigsten Material. Der stranggepresste Peltier-Kühlkörper aus Aluminium ist der beliebteste beim Bau eines Peltier-Moduls.

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