KR20120070906A - 열전 장치 - Google Patents

열전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120070906A
KR20120070906A KR1020100132429A KR20100132429A KR20120070906A KR 20120070906 A KR20120070906 A KR 20120070906A KR 1020100132429 A KR1020100132429 A KR 1020100132429A KR 20100132429 A KR20100132429 A KR 20100132429A KR 20120070906 A KR20120070906 A KR 20120070906A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diode
thermoelectric
thermoelectric module
electrode
switch
Prior art date
Application number
KR1020100132429A
Other languages
English (en)
Inventor
이효석
박창환
장수봉
곽영훈
권용일
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020100132429A priority Critical patent/KR20120070906A/ko
Priority to US13/294,757 priority patent/US20120159967A1/en
Publication of KR20120070906A publication Critical patent/KR20120070906A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 열전 장치에 관한 것으로, 교류 전원을 출력하는 전원부; 기판, 전극 및 열전소자로 이루어지는 복수 개의 열전 모듈; 각각의 열전 모듈의 일측에 각각 직렬로 연결되는 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드로 이루어지는 정류부; 및 상기 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드를 선택하여 전원부와 연결하는 경로선택부;를 포함하여 구성된다.

Description

열전 장치{THERMOELECTRIC APPARATUS}
본 발명은 열전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교류전원의 활용도를 개선하면서 가열 및 냉각 기능을 모두 수행할 수 있는 열전 장치에 관련된다.
화석 에너지의 사용이 급증함에 따라 지구 온난화 및 에너지 고갈의 문제가 야기되고 있어 최근에는 에너지를 유효하게 이용할 수 있는 열전 장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
열전 장치는 열전 소자의 양단에 온도차를 부여할 경우, 기전력이 발생하는 제백(seebeck) 효과를 이용하는 발전 장치 또는 열전 소자에 전원을 인가할 경우, 일단이 발열하고 타단이 흡열하는 펠티어(peltier) 효과를 이용하는 가열 및 냉각 장치로 이용될 수 있다.
상기 펠티어 효과를 이용하는 가열 및 냉각 장치의 경우, 열전 장치에 인가되는 전류의 방향에 따라 발열부(hot side) 및 냉각부(cold side)가 바뀌기 때문에 직류 전원(DC)을 필요로 하였다.
즉, 교류 전원(AC)을 열전 모듈에 그대로 인가하여 사용할 경우, 열전 소자에 인가되는 전류의 방향이 교류전원의 주파수에 따라 수시로 바뀌기 때문에 발열부 및 냉각부의 위치가 수시로 변경되므로 가열 및 냉각 장치로서의 기능을 수행할 수 없었기 때문이다.
따라서, 상기 직류 전원 대신에 교류 전원을 사용하기 위하여 열전 장치에 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터 등을 열전 장치에 설치하는 기술이 제안되었다.
미국특허공개 제2008/0314430호에서는 정류회로(rectifier)를 사용하여 AC입력을 DC 출력으로 변환하여 열전 장치에 공급하는 방식을 사용하였다.
상기와 같은 종래기술에 따르면, 열전 장치를 구현하는 시스템이 복잡해지고 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 열전 장치는 펠티에 효과를 활용하여 대상물을 냉각하는 용도로 사용하거나 대상물을 가열하는 용도로 사용할 수 있는데, 열전 장치의 활용분야가 점차 넓어지고 있는 추세에 비추어 볼 때, 필요에 따라 냉각기능과 가열기능을 선택적으로 사용하고자 하는 요구가 발생하였다. 그러나, 종래의 열전 장치들은 전원부 또는 회로 등을 변경하거나, 열전 모듈을 뒤집는 등의 방법을 통해서만 냉각기능과 가열기능을 전환할 수 있었기 때문에 실제 사용시 번거로움이 발생한다는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 장치의 부피 증가나 소자의 증가 없이도 교류 전원을 입력받아 열전 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 교류 전원의 위상 전체를 열전 기능 구현에 사용할 수 있으며, 열전 장치의 동일한 면에 가열 또는 냉각 현상을 선택적으로 구현할 수 있는 열전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 열전 장치는, 교류 전원을 출력하는 전원부; 기판, 전극 및 열전소자로 이루어지는 복수 개의 열전 모듈; 각각의 열전 모듈의 일측에 각각 직렬로 연결되는 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드로 이루어지는 정류부; 및 상기 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드를 선택하여 전원부와 연결하는 경로선택부;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 복수 개의 열전 모듈은 적어도 하나의 기판을 공유할 수 있다.
또한, 상기 정류부는 각각의 열전 모듈 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 경로선택부는 각각의 열전 모듈 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 정류부는, 상기 복수 개의 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정류부는, 상기 복수 개의 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되도록 할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 열전 장치는, 교류 전원을 출력하는 전원부; 기판, 전극 및 열전소자로 이루어지는 제1 열전 모듈과 제2열전 모듈; 상기 제1 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제1 다이오드; 상기 제1 다이오드와 방향이 반대인 상태로 제1 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제2 다이오드; 상기 제2 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제3 다이오드; 상기 제3 다이오드와 방향이 반대인 상태로 제2 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제4 다이오드; 상기 제1 다이오드와 제2 다이오드 중 선택되는 한 개의 다이오드를 상기 전원부와 연결하는 제1 스위치; 및 상기 제3 다이오드와 제4 다이오드 중 선택되는 한 개의 다이오드를 상기 전원부와 연결하는 제2 스위치;를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1 열전 모듈 및 제2 열전 모듈은 적어도 하나의 기판을 공유하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 내부에 구비되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 스위치는 제1 열전 모듈의 내부에 구비되고, 제2 스위치는 제2 열전 모듈의 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 제1 열전 모듈의 전극과 연결되는 제1 다이오드의 단자의 극성과 제2 열전 모듈의 전극과 연결되는 제3 다이오드의 극성이 동일하고, 상기 제1 열전 모듈의 전극과 연결되는 제2 다이오드의 단자의 극성과 제2 열전 모듈의 전극과 연결되는 제4 다이오드의 극성이 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 스위치가 제1 다이오드에 연결되면, 상기 제2 스위치는 제3 다이오드에 연결되고, 상기 제1 스위치가 제2 다이오드에 연결되면, 상기 제2 스위치는 제4 다이오드에 연결되도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열전 장치는, 최소한의 구성요소 만으로 교류 전원을 열전 모듈의 에너지원으로 사용할 수 있게 되므로 열전 장치의 소형화 및 경량화가 가능하며, 제조원가가 절감될 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 교류 전원의 전체 위상을 모두 활용하여 열전 기능이 수행되므로 에너지 효율과 열전 성능이 향상된다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 회로의 변경, 구조의 변경 없이도 동일한 면에서 냉각 기능 또는 가열 기능을 선택적으로 구현할 수 있으므로 열전 장치의 활용도가 증가한다는 유용한 효과를 제공한다.
도 1은 열전 모듈의 구동 원리를 예시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열전 장치의 구성을 보인 도면이다.
도 3는 도 2의 전원부에서 출력되는 교류 전원의 파형을 보인 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작동을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 열전 모듈의 구동 원리를 예시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 열전 모듈(120)은 제1 기판(121) 및 제2 기판(122), 상기 제1 기판 및 제2 기판의 내측면에 구비되는 제1 전극(123)과 제2 전극(124), 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되는 열전소자(125, 126)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 및 제2 기판(121, 122)은 일정한 간격으로 이격되며, 서로 대향되도록 배치된다.
이때, 제1 및 제2 기판(121, 122)은 절연성 재질로 이루어지며, 열전도율이 높은 세라믹 등의 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 전극(123, 124)은 Ag, Au, Pt, Sn 및 Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 전극(123, 124)은 단일 성분의 단일 층 구조 또는 적어도 두 층을 포함하는 다층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(123, 124)은 적어도 두 가지 성분이 혼합된 단일층 구조로 형성될 수 있다.
열전 소자(125, 126)는 제1 및 제2 전극(123, 124) 사이에 마련되며, 제1 및 제2 전극(123, 124)과 접합된다. 이때, 제1 및 제2 전극(123, 124)은 각각 제1 및 제2 기판(121, 122)에 매립되고, 제1 및 제2 기판(121, 122)의 평탄도를 유지하여 열전 소자(125, 126)와 제1 및 제2 전극(123, 124) 간의 접합 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 열전 소자(125, 126)와 제1 및 제2 전극(123, 124) 간의 접합 안정성으로 인해 전기적 저항 및 열전도도를 낮출 수 있어 결국 열전 모듈(120)의 성능 지수를 높일 수 있다.
열전 소자(125, 126)는 N형 반도체(125)와 P형 반도체(126)를 포함하여 구성된다.
여기서, N형 반도체(125)와 P형 반도체(126)는 동일한 평면상에 교대로 배열될 수 있다. 이때, 한 쌍의 N형 반도체(125)와 P형 반도체(126)는 그 상면에 배치된 제1 전극(123)에 의해 전기적으로 접속되고, 이웃한 다른 한 쌍의 N형 반도체(125)와 P형 반도체(126)는 그 하면에 배치된 제2 전극(124)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
접점 A 및 B를 통해 열전 모듈(120)에 전원이 인가되면, 한 면의 전극에서는 캐리어(carrier)인 전자(e-)와 정공(h+)이 생성되어 N형 반도체(125)로는 전자가 흐르고, P형 반도체(126)로는 정공이 흘러 열을 전달한다.
그리고, 이들 캐리어는 반대면의 전극에서 재결합되고, 캐리어가 생성되는 제2 전극(124)과 인접한 제2 기판(122)에서는 흡열 현상이 발생한다. 또한, 캐리어가 재결합하는 제1 전극(123)과 인접한 제1 기판(121)에서는 발열이 발생하는데, 흡열 현상이 발생하는 부분을 냉각부(cold side), 발열 현상이 발생하는 부분을 발열부(hot side)라 칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 복수 개의 열전 모듈, 즉, 제1 열전 모듈(120-1) 및 제 2 열전 모듈(120-2)은 열전 소자의 배치가 반대되도록 하여 연결된다.
예를 들면, 제1 열전 모듈(120-1)은 제1 열전 소자가 N형-P형-N형-P형 반도체의 순서로 배열될 수 있도록 구성하고, 제2 열전 모듈(120-2)은 제2 열전 소자가 P형-N형-P형-N형 반도체의 순서로 배열될 수 있도록 구성한다.
이와 같이, 복수 개의 열전 모듈(120a~120n)을 서로 다른 극성으로 연결하는 이유는 하기에서 설명할 교류 전원의 양극을 모두 인가받아 열전 모듈을 구동하는데 이용하기 위함이다.
다음으로, 상기 정류부(130)는 제1 다이오드 내지 제4 다이오드(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 경로선택부(140 : 140-1, 140-2)는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 정류부(130 : 130-1 ~ 130-4)는 복수 개의 열전 모듈(120-1, 120-2)에 서로 다른 극성의 교류 전원이 인가되도록 제어하는 기능을 수행한다.
이러한 다이오드는 복수 개의 열전 모듈(120-1 ~ 120-2) 각각에 직렬로 연결되며, 하나의 열전 모듈에 연결되는 한 쌍의 다이오드는 서로 극성이 반대가 되게 병렬로 연결된다.
도 3은 도 2의 전원부에서 출력되는 교류 전원의 일례를 보여주는 그래프로서, 도 2 및 도 3을 참조하여 예를 들면, 제1 열전 모듈(120-1)에는 제1 다이오드(130-1)의 음극이 연결되고 제1 다이오드(130-1)의 양극은 제1 스위치(140-1)와 연결되는 단자 측으로 배치되며, 제2 다이오드(130-2)는 제1 다이오드(130-1)와 반대로 양극이 제1 열전 모듈(120-1)에 연결되고 음극이 제1 스위치(140-1)와 연결되는 단자 측으로 배치된다.
마찬가지로, 제2 열전 모듈(120-2)에는 제3 다이오드(130-3)의 음극이 연결되고 제3 다이오드(130-3)의 양극은 제2 스위치(140-2)와 연결되는 단자 측으로 배치되며, 제4 다이오드(130-4)는 제3 다이오드(130-3)와 반대로 양극이 제2 열전 모듈(120-2)에 연결되고 음극이 제2 스위치(140-2)와 연결되는 단자 측으로 배치된다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 열전 장치의 동작원리를 살펴본다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 제1 스위치(140-1)가 제1 다이오드(130-1)와 연결되고, 제2 스위치(140-2)가 제3 다이오드(130-3)와 연결된 상태에서는, 다이오드는 애노드단에서 캐소드단으로 전류가 흐르기 때문에 전원부(110)로부터 도 3의 ①, ③, ⑤와 같은 양극의 교류 전원이 인가될 경우, 제1 열전 모듈(120-1)의 제1 기판(121) 측이 냉각부가 되고, 제2 기판(122-1) 측이 발열부가 되어 동작한다.
또한, 도 3의 ②, ④, ⑥와 같은 음극의 교류 전원이 인가되면, 제2 열전 모듈(120-2)의 제1 기판(121) 측이 냉각부가 되고, 제2 기판(122-1) 측이 발열부가 되어 동작한다.
즉, 교류 전원이 양극일 때에는 제1 열전 모듈(120-1)이 작동하고, 교류 전원이 음극일 때에는 제2 열전 모듈(120-2)이 작동하며 제1 기판측(121)에 냉각 현상이 발생되도록 작동하는 것이다.
한편, 제1 스위치(140-1)가 제2 다이오드(130-2)연결되고, 제2 스위치(140-2)가 제4 다이오드(130-4)와 연결된 상태에서는, 전원부(110)로부터 도 3의 ②, ④, ⑥와 같은 음극의 교류 전원이 인가될 경우, 제1 열전 모듈(120-1)의 제1 기판(121) 측이 발열부가 되고, 제2 기판(122-1) 측이 냉각부가 되어 동작한다.
또한, 도 3의 ①, ③, ⑤와 같은 양극의 교류 전원이 인가되면, 제2 열전 모듈(120-2)의 제1 기판(121) 측이 발열부가 되고, 제2 기판(122-1) 측이 냉각부가 되어 동작한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예에 따른 열전 장치에서는 경로선택부(제1 스위치(140-1), 제2 스위치(140-2))의 선택에 따라 열전 모듈의 특정 면(예를 들면 제1 기판(121))을 발열부 또는 냉각부로 활용 할 수 있게 된다.
또한, 복수 개의 열전 모듈(제1 열전 모듈(120-1), 제2 열전 모듈(120-2))을 구비함으로써 교류 전원의 위상이 양극인 경우와 음극인 경우 모두를 열전 모듈(120)의 작동에 활용할 수 있으므로 에너지 효율 및 열전 성능의 향상을 도모할 수 있게 된다.
한편, 이상에서는 상기 제1 열전 모듈(120-1)과 제2 열전 모듈(120-2)이 제1 기판(121)을 공유하는 경우를 기초로 하여 설명하였으나, 제2 기판(122)을 공유할 수도 있으며, 두 기판을 모두 공유하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 제1 다이오드(130-1), 제2 다이오드(130-2)는 제1 열전 모듈(120-1)의 내부에 구비되고, 제3 다이오드(130-3) 및 제4 다이오드(130-4)는 제2 열전 모듈(120-2)의 내부에 구비되도록 함으로써 열전 장치의 소형화 정도를 향상시킬 수도 있다.
또한, 상기 제1 스위치(140-1)는 제1 열전 모듈(120-1)의 내부에 구비되고, 제2 스위치(140-2)는 제2 열전 모듈(120-2)의 내부에 구비되도록 함으로써, 열전 장치의 소형화에 이바지할 수 있다.
또한, 상기 제1 다이오드(130-1), 제2 다이오드(130-2)는 제1 열전 모듈(120-1)의 N형 반도체(125)에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드(130-3) 및 제4 다이오드(130-4)는 제2 열전 모듈(120-2)의 N형 반도체(125)에만 접촉되는 전극에 연결되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 다이오드(130-1), 제2 다이오드(130-2)는 제1 열전 모듈(120-1)의 P형 반도체(126)에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드(130-3) 및 제4 다이오드(130-4)는 제2 열전 모듈(120-2)의 P형 반도체(126)에만 접촉되는 전극에 연결되도록 구성할 수도 있다.
위와 같이 구성함으로써, 제1 열전 모듈(120-1)과 제2 열전 모듈(120-2)이 제1 기판(121)에 발열부(또는 냉각부)를 구현할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 열전 모듈(120-1)의 전극과 연결되는 제1 다이오드(130-1)의 단자의 극성과 제2 열전 모듈(120-2)의 전극과 연결되는 제3 다이오드(130-3)의 극성이 동일하고, 상기 제1 열전 모듈(120-1)의 전극과 연결되는 제2 다이오드(130-2)의 단자의 극성과 제2 열전 모듈(120-2)의 전극과 연결되는 제4 다이오드(130-4)의 극성이 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 스위치(140-1)가 제1 다이오드(130-1)에 연결되면, 상기 제2 스위치(140-2)는 제3 다이오드(130-3)에 연결되고, 상기 제1 스위치(140-1)가 제2 다이오드(130-2)에 연결되면, 상기 제2 스위치(140-2)는 제4 다이오드(130-4)에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 이상에서는 열전 모듈(120)이 2개 구비된 경우를 예시하여 설명하였으나, 3개 이상의 열전 모듈을 구비하여 열전 장치를 구현할 수 있음은 자명하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 열전 장치
110 : 전원부
120 : 열전 모듈
121, 122 : 제1 및 제2 기판
123, 124 : 제1 및 제2 전극
125, 126 : 열전 소자
130 : 정류부
140 : 경로선택부

Claims (14)

  1. 교류 전원을 출력하는 전원부;
    기판, 전극 및 열전소자로 이루어지는 복수 개의 열전 모듈;
    각각의 열전 모듈의 일측에 각각 직렬로 연결되는 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드로 이루어지는 정류부; 및
    상기 방향을 달리하는 한 쌍의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드를 선택하여 전원부와 연결하는 경로선택부;
    를 포함하는
    열전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 열전 모듈은 적어도 하나의 기판을 공유하는 것인
    열전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부는 각각의 열전 모듈 내부에 구비되는 것인
    열전 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경로선택부는 각각의 열전 모듈 내부에 구비되는 것인
    열전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부는,
    상기 복수 개의 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되는 것인
    열전 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부는,
    상기 복수 개의 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되는 것인
    열전 장치.
  7. 교류 전원을 출력하는 전원부;
    기판, 전극 및 열전소자로 이루어지는 제1 열전 모듈과 제2열전 모듈;
    상기 제1 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제1 다이오드;
    상기 제1 다이오드와 방향이 반대인 상태로 제1 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제2 다이오드;
    상기 제2 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제3 다이오드;
    상기 제3 다이오드와 방향이 반대인 상태로 제2 열전 모듈의 일측에 직렬로 연결되는 제4 다이오드;
    상기 제1 다이오드와 제2 다이오드 중 선택되는 한 개의 다이오드를 상기 전원부와 연결하는 제1 스위치; 및
    상기 제3 다이오드와 제4 다이오드 중 선택되는 한 개의 다이오드를 상기 전원부와 연결하는 제2 스위치;
    를 포함하는
    열전 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 열전 모듈 및 제2 열전 모듈은 적어도 하나의 기판을 공유하는 것인
    열전 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 내부에 구비되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 내부에 구비되는 것인
    열전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 제1 열전 모듈의 내부에 구비되고, 제2 스위치는 제2 열전 모듈의 내부에 구비되는 것인
    열전 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 N형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되는 것인
    열전 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 다이오드, 제2 다이오드는 제1 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 제2 열전 모듈의 P형 반도체에만 접촉되는 전극에 연결되는 것인
    열전 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 열전 모듈의 전극과 연결되는 제1 다이오드의 단자의 극성과 제2 열전 모듈의 전극과 연결되는 제3 다이오드의 극성이 동일하고,
    상기 제1 열전 모듈의 전극과 연결되는 제2 다이오드의 단자의 극성과 제2 열전 모듈의 전극과 연결되는 제4 다이오드의 극성이 동일한 것인
    열전 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 스위치가 제1 다이오드에 연결되면, 상기 제2 스위치는 제3 다이오드에 연결되고,
    상기 제1 스위치가 제2 다이오드에 연결되면, 상기 제2 스위치는 제4 다이오드에 연결되는 것인
    열전 장치.
KR1020100132429A 2010-12-22 2010-12-22 열전 장치 KR20120070906A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132429A KR20120070906A (ko) 2010-12-22 2010-12-22 열전 장치
US13/294,757 US20120159967A1 (en) 2010-12-22 2011-11-11 Thermoelectric apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132429A KR20120070906A (ko) 2010-12-22 2010-12-22 열전 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120070906A true KR20120070906A (ko) 2012-07-02

Family

ID=46315092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100132429A KR20120070906A (ko) 2010-12-22 2010-12-22 열전 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20120159967A1 (ko)
KR (1) KR20120070906A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013219541B4 (de) * 2013-09-27 2019-05-09 Evonik Degussa Gmbh Verbessertes Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung thermoelektrischer Bauelemente
KR20150053488A (ko) * 2013-11-08 2015-05-18 한국전자통신연구원 열전 소자의 열전전도도 계측장치 및 그의 계측방법
TWI533274B (zh) * 2015-04-17 2016-05-11 友達光電股份有限公司 顯示面板
DK3196951T3 (en) 2016-01-21 2019-01-21 Evonik Degussa Gmbh RATIONAL PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL MANUFACTURING THERMOELECTRIC COMPONENTS
CN110741485A (zh) * 2018-05-21 2020-01-31 松下知识产权经营株式会社 热电转换模块

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252504A (en) * 1964-12-30 1966-05-24 Borg Warner Thermoelectric air conditioning systems
US3314242A (en) * 1965-08-30 1967-04-18 Tia Electric Company Portable thermoelectric cooling device and method of making the same
US3858106A (en) * 1973-10-25 1974-12-31 C Launius A control circuit utilizing temperature actuated switches and silicon controlled rectifiers for reversing the polarity of direct current applied to a load
US3986337A (en) * 1975-06-30 1976-10-19 Signet Optical Company Thermoelectric heating and cooling apparatus
US4506511A (en) * 1983-10-13 1985-03-26 Misto2 Gen Equipment Corporation Thermoelectric air cooler for therapeutic tents
US4998413A (en) * 1988-09-01 1991-03-12 Nippondenso Co., Ltd. Refrigerant recovery system
US5941077A (en) * 1998-12-21 1999-08-24 Safyan; Bernard Chill-hot buffet serving tray
JP2001190586A (ja) * 2000-01-11 2001-07-17 Ohiro Seisakusho:Kk 美顔器
DE102005060041A1 (de) * 2005-12-15 2007-06-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Schaltungsanordnung für ein Peltiermodul
TWI295115B (en) * 2006-02-13 2008-03-21 Ind Tech Res Inst Encapsulation and methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20120159967A1 (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100997994B1 (ko) 열전소자
US20050087222A1 (en) Device for producing electric energy
EP1734647B1 (en) Semiconductor device and module using the same
US9620700B2 (en) Wafer scale thermoelectric energy harvester
KR20120070906A (ko) 열전 장치
US9391055B2 (en) Power module having stacked substrates arranged to provide tightly-coupled source and return current paths
US20120023970A1 (en) Cooling and heating water system using thermoelectric module and method for manufacturing the same
JP7218359B2 (ja) 半導体装置および電力変換装置
WO2009041020A1 (ja) 熱電発電装置及び該熱電発電装置を用いた発電システム
JP6535451B2 (ja) 半導体モジュールおよびこのようなモジュール上で逆導電トランジスタを切り換える方法
US20120103379A1 (en) Thermoelectric generator including a thermoelectric module having a meandering p-n system
JP2010251517A (ja) パワー半導体素子
KR20120080820A (ko) 열전모듈
TWI287607B (en) LED lighting device for AC power and the light-emitting unit therein
JP6976631B2 (ja) 熱電モジュールおよび熱電発電装置
US20120111029A1 (en) Ac powered thermoelectric device
JP2006049736A (ja) 熱電モジュール
KR101046130B1 (ko) 열전소자
CN111133577B (zh) 2合1型斩波器模块
KR20160005588A (ko) 온도센서
JP2015201947A (ja) パワー半導体デバイス
KR20130039139A (ko) 열전 모듈
KR20080089926A (ko) 알루미늄 산화피막이 형성된 알루미늄 금속판 또는합금판을 이용한 열전모듈
KR101674386B1 (ko) 순간 냉온수용 열전 모듈
KR20100024028A (ko) 비대칭 열전소자를 이용한 열전모듈

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid