【经验】使用半导体制冷片XLT2418的96孔PCR仪温度均一性问题分析
![TEC,散热器,半导体制冷片,XLT2418](https://www.sekorm.com/front/website/images/sekormContent.jpg)
![TEC,散热器,半导体制冷片,XLT2418](https://www.sekorm.com/front/website/images/sekormContent.jpg)
随着人们对健康越来越重视,PCR仪的使用也越来越普遍,医疗疾病筛查、养殖业疾病防控等,都需要及时使用PCR仪进行疾病检查,对准确率要求很高。96孔PCR仪目前最主要的问题是通过提高温度均一性,提高筛查的准确性,而制约温度均一性的因素很多,本文以使用半导体制冷片XLT2418的PCR仪为例,分析可能影响PCR仪的均一性的因素。
如下图PCR仪外观示意图如下左图,其升降温核心结构如下右图。
PCR试剂反应在光纤板,TEC负责给光纤板加热或降温,96孔一般由6片完成内阻匹配的XLT2418组成,散热器负责将TEC产生的热量及时扩散的空气中,保证TEC热面温度处于合适范围。
温度均一性问题主要是光纤板的温度均一性问题,产生温度均一性问题的最本质原因是TEC的发热不均匀,有TEC的数学吸热模型Qc=αNP T1 I – 0.5I2R – k(T2 – T1),影响其发热的是不同TEC的冷热面温度T1/T2计内阻ACR。XLT2418的主要性能参数如下图所示。
通过内阻匹配,同一组的不同XLT2418的内阻误差约为0.01Ω,在10A的工作电流时,其工作产生的功率误差约0.5w,产生的功率误差经过光纤板热传导均热,对温度均一性影响很小。而不经过内阻匹配的TEC,内阻误差最高达10%以上,不同TEC之间的发热功率误差高达5w以上,对光纤板不同区域的温差是致命的,所以,选用多块TEC进行装配时,同一组的TEC一定要进行内阻匹配。
另外的一个问题就是T1/T2,T1是冷面温度,即光纤板面的温度,是需要控制的目标温度,误差相对较小,而T2的温度,直接取决于散热器的温度均一性,而k的值不同的TEC会有区别,XLT2418取1w/℃,如不同TEC的温度差达到10℃,可能导致不同TEC之间的制热或制冷功率误差大10W,这个影响不言而喻,一定要找到专业的热仿真团队设计出更精确的散热器。世强代理的爱美达(AAVID)是世强热设计方案的领导者,在深入了解设计需求的情况下,能设计出完美的散热方案。
影响温度均一性最根本的问题基本解决了之后,还有一些方式,可以更好的改善均一性问题,比如在光纤板与TEC之间增加导热石墨片进行均热,一定程度上弥补均一性问题,在TEC与散热器之间增加均热板(VC),也可以提高散热器的均热性能。
综上,PCR仪均热问题的解决,是系统性的,必须把控全局,Marlow TEC+AAVID 热设计能够帮你设计出更具性能优势的产品。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 1
本文由独孤久提供,版权归世强硬创平台所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:世强硬创平台”。
相关研发服务和供应服务
相关推荐
【经验】选型时如何理解半导体制冷片(TEC)的COP值?
COP值是制冷量Qc与输入功率Q的比值。表示TEC的能效比,值越大越省电。其实,输入功率与制冷量是两个不同性质的参数,一个是指电量,一个指热量。TEC的工作原理并不能简单的看成电能和热能的转换,很多客户在选型时并不清楚怎么理解COP值。因此,本文就此具体介绍COP值,帮助客户选型。
设计经验 发布时间 : 2022-03-30
【经验】如何计算TEC半导体制冷片在PCR仪中应用的降温速率
PCR仪是用于基因扩增的仪器,最核心的部分是温度控制,而温控最核心的部件是用于PCR仪升降温的半导体制冷片,在所有的半导体制冷片厂牌中,II-IV Marlow公司推出的XLT系列产品无疑是可靠性最高的半导体温度循环器,其满足可靠的循环次数高达100万次,是PCR仪可靠性最高的半导体制冷片.如何选择温度循环器功率达到满足要求的升降温速率呢?这需要一定的理论参考与计算.
设计经验 发布时间 : 2019-07-05
【经验】 II-VI Marlow半导体制冷片的粘合安装方法
II-VI Marlow推出的半导体制冷片(热电冷却器,TEC)具有同一器件可升温或降温,体积重量轻,不含运动部件,电子静音等优点,本文绍使用Marlow Industries的导热环氧树脂作为粘合剂,使用粘合剂粘合TEC的具体方法和步骤。
设计经验 发布时间 : 2018-05-29
【选型】II-VI Marlow(马洛)半导体制冷片(TEC)发电片选型指南
目录- 单级热电致冷器 多级热电致冷器 电源发生器 热循环器 温度控制器 组件& 子系统 配件
型号- SP5025-01AC,RC12-6-01,SP1975-02AC,RC12-2.5-01,XLT2423-31AC,NL2021T-01AC,SP1848-03AC,XLT2419-03AC,NL1012T-01AC,SP5255-01AC,NL2011T-01AC,XLT2421-03AC,XLT2420-01 L,NL1020T-01AC,RC6-2.5-01,TG12-8,SP5162-01AC,NL3040-01BC,TG12-6,TG12-4,ST3684-01,SP5384-01AC,TG12-2.5,NL2012T-01AC,XLT2418-03AC,NL1023T-01AC,ST3384-01,TG 12-2.5,NL3021T-01AC,RC6-6-01,RC3-6-01,NL1011T-01AC,RC12-8-01,NL2063T-01AB,NL1021T-01AC,RC12-4-01,RC6-8-01,NL4012T-03BC,XLT2422-01L,SP2402-01AB,SE6020,SP5083-03AC,856-3977-001,SP2394-01AB,XLT2420-01L,RC3-2.5-01,SP2503-03AC,XLT2416-03AC,860-3079-001,860-3079-002,NL4040-01BC,MI6030-01BC,NL1025T-01AC,SP5446-01AC,NL1010T-01AC,NL1013T-01AC,NL2022T-01AC,NL2064T-AB,SP2085-01AC,NL3026T-01AC,RC6-4-01,RC3-8-01,RC3-4-01
【选型】如何计算和评估半导体制冷片TEC的制冷功率?
很多工程师在使用半导体制冷片时,很难理解半导体制冷片的制冷功率到底是多少,如何评估使用时的制冷功率,在设计产品中不能很好把控设计状态,造成设计与预期不符的问题。II-IV Marlow公司半导体制冷片具有高可靠性、高性能的特点,在医疗、通信、军工等高可靠性领域广泛应用,以XLT2420为例,分析TEC制冷功率问题。
器件选型 发布时间 : 2019-06-29
医疗/工业/消费电子TEC定制
可定制TEC尺寸范围:1.4~62mm;制冷功率高达258W,工作电压低至1.2~5V,可实现±100℃范围内的精准控温,产品寿命达10年,在20~95℃范围内,达上百万次的冷热循环。
服务提供商 - II-VI MARLOW 进入
【选型】TEC半导体制冷片如何选?
美国II-VI MARLOW(贰陆马洛)公司推出一系列半导体制冷片,有批量标准产品也可根据客户需要定制特殊产品,有一级制冷,也有二级三级等多级制冷产品。如何选型是应用的开始,只有选择合适的制冷片才能达到预期的温度控制目标。在选择制冷片之前,首先要明确制冷需求,制冷的目标对象是什么,选择什么样的制冷技术,何种热传导方式,目标温度是多少,可以提供多大功率。
器件选型 发布时间 : 2019-07-05
【经验】如何读懂TEC性能曲线?
II-VI Marlow 推出的半导体制冷片在航空航天,国防工业,医疗行业,工业领域,汽车制造,发电行业及通讯市场等多领域有被广泛应用。
厂牌及品类 发布时间 : 2018-02-22
爱美达为100G光模块提供散热解决方案:从传统风冷、液冷系统及散热器到先进的传导冷却
Aavid(爱美达)能提供行业中最广泛的产品线(从最小的板级散热到几千万瓦的工业用散热产品),及涵盖从传统风冷、液冷系统及散热器,到先进的传导冷却等散热解决方案。可提供最薄为0.4mm的均温板VC产品;商用热管尺寸最高可达15.88mm并提供定制尺寸,环路热管的热量传递范围为50mm到1000mm以上。
应用方案 发布时间 : 2019-12-26
【应用】最高温度达85℃的TEC RC12-8-01LS助力小型工业除湿加湿机,制热功率可超过100W,达到精准控湿
一位客户在做小型工业除湿加湿机,用于小型腔体的控湿,希望产品体积小,噪声小,性能高。与客户交流后确定使用TEC方案,根据客户结构进行热仿真方案优化与温度评估,推荐II-VI Marlow高可靠性TEC RC12-8-01LS,实现了高性能工业除湿加湿机的设计。
应用方案 发布时间 : 2023-06-06
【选型】半导体制冷片XLT2419-14LS用于48孔PCR仪循环控温,可保证ACR阻值匹配在0.01欧姆以内
针对PCR仪器的TEC需求,本文推荐II-VI MARLOW专为冷热循环设计的XLT系列的XLT2419-14LS,该产品在出厂时测试好ACR阻值和高度,筛选ACR阻值和高度满足在范围内的4片组合成一组,在使用的时候,直接使用一组用在同一个设备上,可以保证整个ACR阻值的差异较小,且均一性更好。
器件选型 发布时间 : 2023-06-06
【应用】马洛TEC半导体制冷片助力PCR仪温度循环模块,加热和制冷速率非常快,工作电压达15.7V
PCR仪,通过聚合酶链反应对特定DNA扩增的一种仪器设备,常是进行基因复制,来检查传染病或用作亲子鉴定等,广泛运用于生物学实验室中,因此对于PCR仪温度部分的循环系统要求极高,马洛的TEC完全能符合PCR仪上的应用。
应用方案 发布时间 : 2023-02-24
【经验】选择TEC时如何估算热负载
当需要给一个设备进行冷却控温时,我们通常选择用TEC来冷却控温,那TEC该如何选择呢?最重要的就是要估算热负载,只有热负载估算准确了,才能选择合适的TEC。热负载一般由两种类型组成: 主动热负载或被动热负载,或两者结合。 主动热负载是指需要冷却设备散发的热量,它通常等于设备的输入功率。 被动热负载相对于主动热负载通常比较小,一般包括辐射,对流或传导。
设计经验 发布时间 : 2020-07-29
电子商城
品牌:COHERENT
品类:Single-Stage Thermoelectric Cooler
价格:¥1,971.8640
现货: 515
现货市场
服务
![](https://files.sekorm.com/opt/fileStore/srms/serviceManage/icon/2024/05/e8544b3aa9f47c4b277d433e72553f20.jpg)
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。
实验室地址: 深圳 提交需求>
![](https://files.sekorm.com/opt/fileStore/srms/serviceManage/icon/2022/08/20afd0384d0f8bf7046fcc4f273a702c.png)
使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
查看全部3条回复