半导体制冷片制冷功率测试

一 测试系统包括设备

1 20A大功率精密恒流恒压电源；

2 TEC制冷控制器：TEC-10A；

3 TEC制冷片定制12706；

4 大功率散热片及风机，热端散热良好；

5 12V10A开关电源；

二 测试方案

  测试系统采用热源和TEC制冷相结合，精密恒流恒压电源盒半导体整流器作为热源部分；12V10A电源、TEC-10A控制器、TEC制冷片、DS18B20、散热片作为制冷稳定控制温度的部分。结构图参加图1所示。

图1 TEC半导体制冷片测试方案图

  使用半导体整流器作为热源，它和半导体激光器的效果非常类似，都是半导体器件，导热、散热方式雷同，如图2所示。

  测试中，通过调节精密恒流恒压电源输出电流电压大小，半导体整流器上获得的热功率可任意设定，散热片散热的热阻很小，是一个非常良好的导热体。

图2 半导体整流器和半导体激光器等效图

三 测试数据

测试条件

工作电压12.5 V；环境温度：  21.5 °~22.5 °

表1：测试数据

图3 热源功率控制温度图

四 测试可靠性分析

测试中根据采用的导热硅脂、涂抹导热硅脂的多少、环境温度变化等原因，导致测量结果会有一度至两度的误差。

五 结论

    测试结果打破了市场上TEC制冷片超高制冷效果的谎言，实验意义在于指导工程师在温度控制中更加切合实际的选择TEC，减少工程师在TEC特性上的摸索时间。测试中采用了价格较为昂贵的TEC片，通过电流为6A；稳定温度为环境温度为22°时，TEC吸收热功率最大为17W；稳定温度到40°时，TEC吸收热功率最大为32W；稳定温度到5°时，TEC吸收热功率最大为3W。可见控制目标温度不同，能够吸收的热量大小不同，设定目标温度高，吸收热量高；设定目标温度低，吸收热量小。