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Estructura arcTEC: rendimiento mejorado y vida útil más larga en los módulos Peltier

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En esta ocasión, Jeff Smoot, director de ingenieros de aplicación en CUI Devices, nos relata la estructura interna arcTEC de los conocidos módulos Peltier y las mejoras que pueden producir en el diseño y refrigeración de los componentes y piezas.

Los dispositivos Peltier son cada vez más populares debido a su construcción fiable de estado sólido, su capacidad para enfriar activamente a temperaturas inferiores al ambiente y su capacidad para permitir un control preciso de la temperatura con los consiguientes beneficios que esto implica.

Si bien todos los dispositivos Peltier comparten la misma construcción básica y funcionan con los mismos principios descubiertos por Thomas Seebeck y Jean Peltier, las diferencias en la estructura pueden tener un impacto significativo en su rendimiento.

Estructura general de un módulo Peltier

Un módulo termoeléctrico típico consta de una matriz de gránulos semiconductores de Telurio de Bismuto que han sido «dopados» para que un tipo de portador de carga, ya sea positivo o negativo, transporte la mayor parte de la corriente.

Los pares de pellets P/N están configurados para que estén conectados eléctricamente en serie, pero térmicamente en paralelo. Los sustratos cerámicos metalizados proporcionan la plataforma para los gránulos y las pequeñas pestañas conductoras que los conectan.

Estructura arcTEC: rendimiento mejorado y vida útil más larga en los módulos Peltier
Construcción general de un módulo Peltier

Dentro de una estructura convencional, se usa soldadura para unir la interconexión eléctrica (cobre) y los elementos semiconductores P/N, mientras que se usa soldadura blanda o sinterización para formar la unión entre la interconexión eléctrica y el sustrato cerámico. Aunque este proceso inicialmente crea una fuerte unión mecánica, térmica y eléctrica entre estos elementos, la integridad de esta unión puede comenzar a degradarse y fatigarse térmicamente cuando se somete al calentamiento y enfriamiento repetidos de la operación normal del módulo Peltier.

Estructura arcTEC: rendimiento mejorado y vida útil más larga en los módulos Peltier
Estructura de un módulo Peltier convencional

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