【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。只有充分理解了半导体制冷片的数学模型，才能有效分析工作机理及更好的应用，直接关系到器件选型是否正确。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。
XLT2420是II-IV Marlow公司推出的XLT系列半导体制冷片专门用于温度循环应用的高可靠性产品，能够满足100万次的温度循环，完全满足医疗PCR仪等高可靠性应用。其采用特殊的合金焊料，能够保证在温度循环过程中，焊接点有足够的韧性，特殊的加工工艺和流程控制，保证了产品的可靠性与一致性。其在27℃时的最大制冷功率为52w，最大工作电压与电流为14.4V/5.6A，典型参数与尺寸如下图1所示。
图1 XLT2420外形尺寸与典型参数
其冷端的吸热功率数学模型为Qc=αNP T1 I – 0.5I2R – k（T2 – T1）其中R为N、P电偶臂的电阻，αNP 为N、P电偶臂的温差电动势总和，与制冷器的电偶臂对数有关，I为通过回路的电流，k为电偶臂的热阻总和。同一款产品中αNP可以理解为固定不变的，内阻R也是给定的值，真正动态相关的主要有T1、T2、I. 在半导体制冷片工作时，αNP T1 I为冷端的帕尔帖吸收热，0.5I2R为电路中的焦耳热（有一半产生于冷端），K（T2-T1）是热回流（热传导，有高温界面传导到低温界面）.XLT2420工作在14.4V/5.6A时,其冷面的热量状态计算如下.
图2 XLT2420在热面温度27℃时的参数状态图
如上图2,在热负载等于0时,冷面吸热Qc=0w=αNP T1 I – 0.5I2R – k（T2 – T1）
由Qmax=52w=αNP T I -0.5I2R(T=300K)可得, αNP=0.0514
冷端电流产生的功率:0.5I2R=0.5x5.6x5.6x2.2=34.496w
派尔帖吸热功率: αNP T1 I =69.485w
温差传导热量功率:Q=K(T2-T1)=34.989w,得到热阻总和K=0.58315
通过上公式计算，得到半导体制冷片的诸多相关参数，在选择特定温度负载是可按公式Qload=αNP T1 I – 0.5I2R – k（T2 – T1）计算评估,可做一定的参考，在实际评估中，还需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，需要工程师调试与评估。设计中，在基本确定目标值时，尽可能多留一些余量，以弥补其他热传导的问题。
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用户42588679 Lv3. 高级工程师 2020-11-26散热功率怎么求 -
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用户42588679 Lv3. 高级工程师 2020-11-26吸热功率怎么求呢
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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
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II-VI MARLOW单级制冷片/模块选型表
涵盖0.16-62.5mm全尺寸，温升高至146℃，最高功率206W的TEC。
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产品型号
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品类
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ΔT°C-Vacuum {N2 (50°C)}
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ΔT N2 (27°C)
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Qmax 27°C (watts)
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Imax 27°C (amps)
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Vmax 27°C (volts)
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Base Ceramic Width (MM)
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Base Ceramic Length (MM)
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Top Ceramic Width (MM)
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Top Ceramic Length (MM)
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Module Height (MM)
|
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NL1020T-01AC
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TEC 单级制冷片
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72
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64
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0.9
|
1.8
|
0.8
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0.16
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0.16
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0.16
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0.16
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0.085
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选型表 - II-VI MARLOW 立即选型
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电子商城
品牌：COHERENT
品类：Single-Stage Thermoelectric Cooler
价格：￥369.1173
现货： 18
品牌：COHERENT
品类：Single-Stage Thermoelectric Cooler
价格：￥2,885.6588
现货： 63
品牌：COHERENT
品类：Single-Stage Thermoelectric Module
价格：￥1,425.0500
现货： 15
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价格：￥67.5593
现货： 2,970
品牌：SGMICRO
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价格：￥69.2916
现货： 779
现货市场
服务
可定制环氧胶的粘度范围：9000~170000 mPa·s；固化方式：可加热、仅室温、可UV；其他参数如外观颜色、硬度等也可按需定制。
最小起订量： 1支 提交需求>
可定制环氧胶的粘度范围（混合后）：1000-50000 mPa·s；固化方式：可加热、仅室温、可UV；其他参数如外观颜色、硬度等也可按需定制。
最小起订量： 1支 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
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