RU207206U1 - Термоэлектрический модуль - Google Patents
Термоэлектрический модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU207206U1 RU207206U1 RU2021110153U RU2021110153U RU207206U1 RU 207206 U1 RU207206 U1 RU 207206U1 RU 2021110153 U RU2021110153 U RU 2021110153U RU 2021110153 U RU2021110153 U RU 2021110153U RU 207206 U1 RU207206 U1 RU 207206U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semiconductor elements
- thermoelectric module
- electrical circuit
- single electrical
- metal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Полезная модель относится к термоэлектрическим приборам, работающим на эффекте Пельтье и предназначена для использования в различных системах охлаждения и нагревания: в холодильниках, термостатах, устройствах охлаждения узлов и блоков электронной аппаратуры, а также в термоэлектрических генераторах постоянного тока. Техническим результатом данного решения является повышение эффективности термоэлектрического модуля за счет снижения в несколько раз омического сопротивления полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей, являющихся звеньями единой электрической цепи и составной частью конструкции, которая и при токах значительных величин будет оставаться эффективной. Технический результат достигается за счёт того, что в предлагаемом термоэлектрическом модуле, включающем в себя полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами в единую электрическую цепь таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону, а все холодные спаи - на противоположную, каждый из полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником с длиной, обеспечивающей возможность разнесения их на заданное расстояние, при этом сами полупроводниковые элементы, нанесенные методом порошкового напыления на контактные площадки проводников, выполнены толщиной 50-250 мкм, а площади их поперечного сечения увеличены до размеров, обеспечивающих минимальную плотность проходящего через них тока, а металлические шины, соединяющие полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов в единую электрическую цепь, выполняют одновременно и роль подложек. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к термоэлектрическим приборам, работающим на эффекте Пельтье и предназначена для использования в различных системах охлаждения и нагревания: в холодильниках, термостатах, устройствах охлаждения узлов и блоков электронной аппаратуры, а также в термоэлектрических генераторах постоянного тока.
Известен термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами в единую электрическую цепь и размещенные таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону и соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - на противоположную и соединены с другой подложкой (1).
При прохождении постоянного тока по такой электрической цепи одна подложка охлаждается, а противоположная нагревается. Это свойство термоэлектрического модуля используется для создания различных холодильных устройств, "откачивающих" тепловую энергию из рабочего пространства во внешнюю среду.
Недостатком данной конструкции термоэлектрического модуля является низкая эффективность его работы, обусловленная тем, что расстояние между горячей и холодной сторонами термоэлектрического модуля слишком мало и из-за теплового влияния, которое они оказывают друг на друга, получить большой перепад температур не представляется возможным.
Наиболее близким к предлагаемому термоэлектрическому модулю является термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами в единую электрическую цепь таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону и соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - на противоположную и соединены с другой подложкой, при этом каждый из полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником с длиной каждого из них, обеспечивающей возможность разнесения их на заданное расстояние (2).
Недостатком этой конструкции является то, что хотя тепловое влияние подложек друг на друга сводится к минимуму или практически полностью устраняется и эффективность ее по сравнению с предыдущей резко возрастает при малых и средних токах, однако при токах значительной величины джоулево тепло, выделяющееся в полупроводниковых элементах, обладающих большим омическим сопротивлением, нивелирует эффект Пельтье и, в конечном счете, сводит на нет преимущества этой конструкции.
Техническим результатом данного решения является повышение эффективности термоэлектрического модуля за счет снижения в несколько раз омического сопротивления полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей, являющихся звеньями единой электрической цепи и составной частью конструкции, которая и при токах значительных величин будет оставаться эффективной.
Для достижения данного технического результата в предлагаемом термоэлектрическом модуле, включающем в себя полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами в единую электрическую цепь таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону, а все холодные спаи - на противоположную, каждый из полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником с длиной, обеспечивающей возможность разнесения их на заданное расстояние, при этом сами полупроводниковые элементы, нанесенные методом порошкового напыления на контактные площадки проводников выполнены толщиной 50-250 мкм, а площади их поперечного сечения увеличены до размеров, обеспечивающих минимальную плотность проходящего через них тока, а металлические шины, соединяющие полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов в единую электрическую цепь, выполняют одновременно и роль подложек.
На фиг.1 и 2 - схематично показана конструкция термоэлектрического модуля.
Термоэлектрический модуль состоит из полупроводниковых элементов 1 и 2 с проводимостями р- и n-типов, соединенных между собой металлическими шинами 3 в единую электрическую цепь, представляющую собой жесткую металлическую конструкцию, в которой все горячие спаи выходят на одну сторону, а все холодные спаи - на противоположную. Каждый из полупроводниковых элементов 1 и 2 р- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником 4 через его контактные площадки 5, при этом сама конструкция имеет диэлектрическое покрытие, что позволяет использовать термоэлектрический модуль без подложек, а промежуток между горячей и холодной сторонами модуля может быть заполнен экологически чистым материалом с низкой теплопроводностью.
Термоэлектрический модуль работает следующим образом.
При прохождении постоянного тока по электрической цепи, состоящей из полупроводниковых элементов 1 и 2 р- и n-типов проводимостей, соединенных между собой металлическими шинами 3 и размещенных таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону, а все холодные спаи - на противоположную, возникает разность температур между сторонами модуля - одна сторона нагревается, а другая охлаждается, при этом за счет уменьшения толщины полупроводниковых элементов 1 и 2 р- и n-типов проводимостей до 50-250 мкм и увеличения площади их поперечного сечения до размеров, позволяющих максимально уменьшить плотность проходящего через них тока, омическое сопротивление в этих полупроводниковых элементах уменьшится в несколько раз, в результате чего негативное влияние джоулева тепла, выделяющегося при прохождении через них тока, будет минимально или практически полностью исключено. Это обеспечивает значительное повышение эффективности работы термоэлектрического модуля.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент РФ 2075138, H01L 35/30, H01L 35/34, 1993 г.
2. Патент РФ 108695, H01L 35/00, F25B 21/02, 2011 г.
Claims (3)
1. Термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами в единую электрическую цепь таким образом, что все горячие спаи выходят на одну сторону, а все холодные спаи - на противоположную, каждый из полупроводниковых элементов р- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником с длиной, обеспечивающей возможность разнесения их на заданное расстояние, отличающийся тем, что сами полупроводниковые элементы р- и n-типов проводимостей, нанесенные методом порошкового напыления на контактные площадки проводников, выполнены толщиной 50-250 мкм, а площади их поперечного сечения увеличены до размеров, обеспечивающих минимальную плотность проходящего через них тока.
2. Термоэлектрический модуль по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой жесткую металлическую конструкцию и имеет диэлектрическое покрытие, например, эмалевое.
3. Термоэлектрический модуль по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что металлические шины, соединяющие полупроводниковые элементы с проводимостями р- и n-типов в единую электрическую цепь, выполняют одновременно и роль подложек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110153U RU207206U1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Термоэлектрический модуль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110153U RU207206U1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Термоэлектрический модуль |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU207206U1 true RU207206U1 (ru) | 2021-10-18 |
Family
ID=78286875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110153U RU207206U1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Термоэлектрический модуль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU207206U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1067333A (en) * | 1964-05-01 | 1967-05-03 | Cambridge Thermionic Corp | Thermoelectric apparatus |
US3554815A (en) * | 1963-04-30 | 1971-01-12 | Du Pont | Thin,flexible thermoelectric device |
RU54464U1 (ru) * | 2006-02-20 | 2006-06-27 | Всеволод Викторович Зеленков | Термоэлектрический модуль |
US20090084421A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Battelle Memorial Institute | Thermoelectric devices |
RU108695U1 (ru) * | 2011-06-15 | 2011-09-20 | Валерий Васильевич Шулятев | Термоэлектрический модуль |
RU124052U1 (ru) * | 2012-08-24 | 2013-01-10 | Валерий Васильевич Шулятев | Термоэлектрический модуль |
-
2021
- 2021-04-13 RU RU2021110153U patent/RU207206U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3554815A (en) * | 1963-04-30 | 1971-01-12 | Du Pont | Thin,flexible thermoelectric device |
GB1067333A (en) * | 1964-05-01 | 1967-05-03 | Cambridge Thermionic Corp | Thermoelectric apparatus |
RU54464U1 (ru) * | 2006-02-20 | 2006-06-27 | Всеволод Викторович Зеленков | Термоэлектрический модуль |
US20090084421A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Battelle Memorial Institute | Thermoelectric devices |
RU108695U1 (ru) * | 2011-06-15 | 2011-09-20 | Валерий Васильевич Шулятев | Термоэлектрический модуль |
RU124052U1 (ru) * | 2012-08-24 | 2013-01-10 | Валерий Васильевич Шулятев | Термоэлектрический модуль |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1775779A3 (en) | Thermoelectric module with integrated heat exchanger and method of use | |
CN104810466A (zh) | 热电模块和包括热电模块的热转换装置 | |
Li et al. | Multiphysics simulations of a thermoelectric generator | |
CN103000799A (zh) | 冷端和热端分离型温差电致冷半导体技术 | |
CN102299614A (zh) | 一种基于半导体制冷的逆变器散热系统 | |
Karami et al. | New modeling approach and validation of a thermoelectric generator | |
RU207206U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
AU2018220031A1 (en) | Thermoelectric device | |
JPH06151979A (ja) | 熱電装置 | |
CN201652977U (zh) | 半导体温度调节器 | |
KR100697956B1 (ko) | 열전반도체를 이용한 의료용 냉각기 | |
US3316474A (en) | Thermoelectric transformer | |
RU85756U1 (ru) | Термоэлектрическое охлаждающее устройство | |
Jieting et al. | The study of thermoelectric power generation in the cooling of fin and vibration heat pipe | |
CN210429787U (zh) | 散热组件、变频器和空调机组 | |
RU108695U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
RU124052U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
RU136640U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
CA2910958A1 (en) | Thermoelectric device | |
CN105762268A (zh) | 一种基于非均匀掺杂半导体的气体换热器 | |
CN106992244B (zh) | 热电转换装置以及热电转换器 | |
Singh et al. | Thermoelectric Solar Refrigerator | |
RU137156U1 (ru) | Устройство для охлаждения тепловыделяющего оборудования | |
CN220274140U (zh) | 一种用于灌封胶电子设备的tec辅助水冷散热装置 | |
RU2575614C2 (ru) | Термоэлектрический генератор с высоким градиентом температур между спаями |