ペルチェ素子デバイス

ペルチェモジュールとも呼ばれるペルチェ素子デバイスは、重要な部品およびアイテムから熱を逃がすための、ソリッドステート半導体ベースの「ヒートポンプ」部品です。これには様々なサイズおよび性能があり、エレクトロニクス、医療(組織を冷却しておく搬送装置など)、食料品/飲料品(クーラー装置)などを含む様々な用途で利用されています。

TECデバイスの動作原理はペルチェ効果です。これは、2つの異なる金属に直流電流を流すと温度差が生じるという現象です。

ペルチェ素子デバイスは通常、2枚のセラミックプレートの間に一連の(1~数百)熱電対を挟んだもので構成される。熱電対はビスマス-テルル材料をドープしたN型およびP型半導体で構成される。N型材料は電子が過剰、P型材料は電子が欠乏している。TECデバイスの熱電対は電気的には直列、熱的には並列に接続されています。

TECデバイスは多くの場合冷却に使用されますが、加熱に使用される場合もあります。どちらの場合も、正確な温度制御が必要なアプリケーションに適しています。TECデバイスの動作にはDC電源が必要であり、極性が熱の移動方向(冷から熱、熱から冷へ)を決定します。

TECデバイスを簡単に表した図を以下に示します。

この図では、TECデバイスは冷却用として使用されています。

TECデバイスを定義するための代表的な入力項目は以下の通りです:

TECデバイスは熱容量を高めるため多段構成で使用される場合もあります。

注: 1 段のデバイスのみがサポートされます。

モデル化ガイドライン

結果の抽出と可視化

アセンブリ内でのTECデバイスの物理動作は温度をプロットすることにより可視化できます。

上の例では、熱がチップから奪われヒートシンクに移動し、ペルチェ素子デバイスのセンシング サーフェスは 25 ℃に保たれています。マウスをペルチェ素子デバイスの上に置くと、ポップアップ ウィンドウが表示され、一連のデータが表示されます。

このデータは部品温度サマリーファイルにも保存されます。これはメインメニューの、レビュー_部品温度サマリー からアクセスできます。

出力量は以下の通りです:

TEC 材料デバイスの使用