【经验】以TEC XLT2418在PCR仪中应用为例评估TEC热面发热量

时间： 2021-02-11 来源：世强

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PCR仪一般都会用到TEC去做温循，很多工程师在用TEC时不知道怎么去设计散热器，主要是不知道在降温时TEC热面的热量有多少，这样就会造成散热器的设计与预期不符的问题，本文以II-VI MARLOW 半导体制冷片 XLT2418在PCR仪上的应用为例，分析如何计算XLT2418从95℃降温到60℃过程中其热面的发热量，以便为设计散热器提供依据。

TEC是用两种不同半导体材料( p 型和n 型) 组成P- N 结，当P- N 结中有直流电通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越P-N结移动过程中的吸热或放热效应( 即帕尔帖效应)，就会使P- N结表现出制冷或制热效果，改变电流方向即可实现TEC的制冷或制热，调节电流大小即可控制制冷量输出。TEC 各参数之间的关系为：

式中：Qc为制冷量，Qh为热端发热量， Tc为冷端温度，Th为热端温度，N为输入电功率，V为工作电压，I为工作电流，R、K、α分别为TEC内阻、冷热端之间的热导和塞贝克系数。

由式（1）可知：

当温差为0时，Qc=127W，则α=0.0497

当温差为56.5℃时，Qc=0，则K=1.5572

当PCR从95℃降温到60℃时，TEC热面的发热量Qh=N+Qc=281.4W。

所以当评估散热器时，应当以TEC热面的发热量为281.4W为基准，当然这个是通过公式计算出来的，只可做一定的参考，在实际评估中，还需要考虑各个参数随温度的变化，评估的结果会与实际测试结果有所偏移，所以在设计散热器时，在参考这个发热量的同时，还需要多留一些余量，以弥补未考虑到的因素。

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