मल्टी-स्टेज थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (मल्टी-स्टेज पेल्टियर मॉड्यूल) का चयन कैसे करें?

साधारण सिंगल-स्टेज थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर कूलर चुनने की तुलना में मल्टी-स्टेज थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (मल्टी-स्टेज पेल्टियर डिवाइस) का चयन करना कहीं अधिक जटिल है क्योंकि इसमें एक "कैस्केड" संरचना शामिल होती है और थर्मल प्रबंधन और विद्युत पैरामीटर मिलान के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं।

चरण 1: मुख्य आवश्यकताओं (इनपुट शर्तों) को परिभाषित करें

विशिष्ट मॉडलों पर विचार करने से पहले, निम्नलिखित तीन "ठोस संकेतकों" का निर्धारण करना आवश्यक है क्योंकि वे चयन का आधार बनते हैं:

लक्ष्य तापमान (Tc) और गर्म सिरे का तापमान (Th):

ठंडे सिरे का तापमान कितना होना चाहिए? (उदाहरण के लिए: -40°C)

गर्म सिरे की अधिकतम ऊष्मा अपव्यय क्षमता कितनी है? (आमतौर पर इसे 25°C या 50°C के रूप में डिज़ाइन किया जाता है)।

तापमान अंतर (ΔT) की गणना करें: ΔT = Th – Tc. मल्टी-स्टेज चिप्स का उपयोग आमतौर पर उन स्थितियों में किया जाता है जहां ΔT > 70°C होता है।

ऊष्मा भार (क्यूसी):

जिस वस्तु को ठंडा करना है, वह कितनी वाट (W) ऊर्जा उत्सर्जित करती है?

यदि अनिश्चितता हो, तो वस्तु द्वारा उत्पन्न कुल ऊष्मा की गणना करना आवश्यक है, जिसमें आंतरिक तापन, चालन ऊष्मा और विकिरण ऊष्मा शामिल है।

उपलब्ध स्थान और बिजली आपूर्ति:

स्थापना के लिए आकार संबंधी प्रतिबंध (लंबाई और चौड़ाई) क्या हैं?

क्या बिजली आपूर्ति स्थिर वोल्टेज (जैसे 12V, 24V) या स्थिर धारा पर आधारित है? अधिकतम धारा सीमा क्या है?

चरण 2: प्रमुख मापदंडों (मूल संकेतकों) को समझें

बहु-चरणीय पेल्टियर मॉड्यूल और बहु-चरणीय पेल्टियर उपकरणों के मापदंडों में घनिष्ठ अंतर्संबंध होता है। निम्नलिखित चार बिंदुओं पर ध्यान दें:

चरणों की संख्या (चरण):

यह बहु-चरणीय थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर तत्वों की सबसे विशिष्ट विशेषता है। आमतौर पर, 2 चरण, 3 चरण या यहां तक ​​कि 6 चरण वाले थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल होते हैं।

सामान्य नियम: जितने अधिक चरण होंगे, तापमान का अंतर उतना ही अधिक होगा, लेकिन शीतलन क्षमता (Qc) कम होगी और कीमत भी अधिक होगी। आमतौर पर, एकल-चरण पेल्टियर मॉड्यूल का अधिकतम तापमान अंतर लगभग 60-70°C होता है। यदि -80°C या उससे कम तापमान की आवश्यकता हो, तो बहु-चरण पेल्टियर मॉड्यूल का चयन करना होगा।

अधिकतम शीतलन क्षमता (Qmax):

यह शून्य तापमान अंतर होने पर अधिकतम ऊष्मा अवशोषण क्षमता को संदर्भित करता है।

चयन सुझाव: परिचालन के दौरान वास्तविक शीतलन क्षमता (Qc) Qmax से काफी कम होती है। आमतौर पर यह सलाह दी जाती है कि Qmax आपके वास्तविक ऊष्मा भार का 1.3 से 2 गुना होना चाहिए, ताकि दक्षता और जीवनकाल सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त मार्जिन रहे।

अधिकतम तापमान अंतर (ΔTmax):

यह उस अधिकतम तापमान अंतर को संदर्भित करता है जिसे थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर तत्व प्राप्त कर सकता है (जब शीतलन क्षमता 0 हो)।

चयन सुझाव: चयनित ΔTmax, आपके द्वारा आवश्यक वास्तविक तापमान अंतर से 10-20% अधिक होना चाहिए।

वोल्टेज और करंट (Vmax / Imax):

मल्टी-स्टेज थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (TEC मॉड्यूल) का आंतरिक प्रतिरोध आमतौर पर अधिक होता है, और वोल्टेज भी उच्च (जैसे 24V, 48V या इससे भी अधिक) हो सकता है, जबकि करंट अपेक्षाकृत कम होता है। सुनिश्चित करें कि आपका पावर सप्लाई इसे चलाने में सक्षम है।

चरण 3: प्रदर्शन वक्र का उपयोग करें (सटीक मिलान)

यह सबसे महत्वपूर्ण कदम है। विनिर्देश पत्रक में उल्लिखित अधिकतम मानों पर ही भरोसा न करें!

बहु-चरणीय थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल का प्रदर्शन गैर-रैखिक होता है।

परिचालन बिंदु निर्धारित करें: अपने लक्षित तापमान अंतर (ΔT) और लक्षित शीतलन क्षमता (Qc) के लिए, वक्र ग्राफ देखें।

इष्टतम धारा (Iop) ज्ञात कीजिए: संगत धारा मान ज्ञात कीजिए।

ऊर्जा दक्षता अनुपात (सीओपी) की गणना करें: थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल को पूरी क्षमता से चलाने के बजाय, उच्च सीओपी वाले क्षेत्र (आमतौर पर अधिकतम धारा का लगभग 30%-50%) में संचालित करने का प्रयास करें। पूरी क्षमता से चलाने पर शीतलन तो तेज़ हो सकता है, लेकिन इससे अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होती है और दक्षता बहुत कम होती है।

चरण 4: संरचना और स्थापना

बहु-चरणीय थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (मल्टी-स्टेज टीईसी मॉड्यूल) एकल-चरणीय थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (सिंगल स्टेज पेल्टियर मॉड्यूल) की तुलना में अधिक नाजुक होते हैं। प्रकार का चयन करते समय, भौतिक संरचना को ध्यान में रखना आवश्यक है।

आकार संबंधी सीमाएँ:

मल्टीस्टेज पेल्टियर कूलिंग मॉड्यूल को आमतौर पर बहुत बड़ा (जैसे 62x62 मिमी से बड़ा) बनाने की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि बहुत बड़ा क्षेत्रफल सिरेमिक प्लेटों के मुड़ने या टूटने का कारण बन सकता है। बड़े समतल को ठंडा करने के लिए, समानांतर या श्रृंखला में जुड़े कई छोटे आकार के पेल्टियर मॉड्यूल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

कनेक्शन विधि:

श्रृंखला कनेक्शन: अनुशंसित। धारा स्थिर रहती है और इसे नियंत्रित करना आसान है। यदि कोई एक उपकरण क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो सर्किट में रुकावट आने से इसका आसानी से पता लगाया जा सकता है।

समानांतर कनेक्शन: अनुशंसित नहीं है। यदि किसी एक उपकरण का आंतरिक प्रतिरोध बदलता है, तो धारा का वितरण असमान हो जाएगा, जिससे "धारा प्रतिस्पर्धा" की स्थिति उत्पन्न होगी और क्षति तेजी से बढ़ेगी।