TEC科普小课堂丨半导体制冷片怎么选？一个应用案例教会你！
欢迎来到TEC科普小课堂！本期将通过一个具体的应用案例教大家如何在众多型号中找到符合自己需求的半导体制冷片。如果你对文章内容有所疑问，或者想要了解更多的TEC知识，欢迎在评论区留言~
一、TEC核心参数和选型建议
首先，在进行TEC选型时我们需要考虑以下几个关键参数。这些参数在之前的课程就有提及，今天一起来复习一下：
01 Qcmax（最大制冷量）
定义：TEC在最大温差ΔTmax为0时的最大制冷能力。
选型建议：我们应当根据应用场景中的实际制冷需求进行计算，同时再增加一定裕量。
02 ΔTmax（最大温差）
定义：当半导体制冷器接通最大电流值Imax 时，TEC放热面和吸热面之间的温差。
选型建议：实际选型时ΔTmax应略高于应用需求的温差。但需要注意的是，温差越大，COP、Qc等参数往往会越低。
03 Imax（最大工作电流）
定义：实现最大制冷量Qcmax时所需的电流。
选型建议：我们应当根据供电系统能力，选择能够匹配电源输出的TEC，避免超过电流限制。
04 Umax（最大工作电压）
定义：实现制冷量Qcmax时所需的电压。
选型建议：确保电源电压范围覆盖TEC的最大电压，避免无法驱动TEC达到设计性能。当超过建议的最大电压时，产品效率会大幅下降。
05 COP（性能系数）
定义：TEC的能效指标，COP = Qc/Pin，值越高越节能。
选型建议：在满足性能需求的前提下，建议选择COP高的TEC，对降低能耗很有帮助。
二、TEC选型具体步骤如下
01 明确应用需求
制冷需求（Qc）：比如希望在1分钟内将目标物体冷却到5℃。
工作温差（ΔT）：比如环境温度为35℃，需将冷端维持在15℃，由于冷片工作时热面温度会上升，冷片冷热面间温差会增加，因此ΔT≥25℃。
可提供电源：比如实际能够提供12V恒压电源，最大功率为40W。
确认外界是否存在其他热源等。
02 计算相关参数
根据目标物体的参数进行计算，明确所需的制冷量、是否存在其他热负荷、TEC与目标物体的接触方式等。
03 根据需求选择TEC型号
进入官网（www.advanced-te.com），根据需求进行选型及对比，优先选择符合电流、电压和热量需求的型号。电压和电流通常为Imax/Vmax的70%-80%。如TEC-12706，31℃下Vmax为15.4V，推荐使用的电源电压为12V左右。如果有多个TEC型号符合实际应用中的参数需求，可通过对比各型号曲线图做出最优选择。
04 评估散热方案
TEC的性能与热端散热效率密切相关，选型时需确保散热方案能满足TEC热端的散热需求（例如选择合适的散热器和风扇），散热方案的散热能力必须≥制冷片发热量。
三、实践时间：为某品牌脱毛仪进行TEC选型
01 明确应用需求：
某品牌脱毛仪需要在半分钟内将一块30*30*8mm的人造蓝宝石由室温25℃冷却至10℃，目的是为了降低使用者在使用过程中的不适感。客户可提供一款5V恒压电源供电，最大功率不超过10W，且TEC安装空间不超过30*30mm。
02 计算相关参数：
蓝宝石所需制冷量Qc计算公式：
Qc=（c*m*∆T）/t
c为蓝宝石比热，室温下（25℃）约0.7788J/(g*℃)；质量m为11.52g；温差∆T取20℃；工作时间t取30s。Qc=(0.7788*11.52*20)/30=5.98W，在不考虑热阻的情况下，选择Qc ≥5.98W，长宽均小于30*30mm的TEC。
03 根据需求选择TEC型号：
如有多个TEC型号可满足以上需求，接下来需要通过对比不同型号的曲线图做出最优选择。以下是TEC-07103的四大性能曲线：
首先查看V-I曲线：在20℃温差下，5V电压对应的电流约1.7A，未超过电源电流上限。
再根据电流查看Qc-I曲线：20℃温差下Qc约7.3W，满足制冷量需求。
接着查看COP-I曲线：在此工况下COP值约为0.9。
最后查看Qh-I曲线：1.7A电流对应的Qh约16W。也可以通过计算公式获取发热量Qh=U*I+Qc=5V*1.7A+7.3W=15.8W。
04 评估散热方案：
完成选型后，为了保证散热效能，我们需要选择导热性能优良的散热片与控制电路：即风扇和翅片的散热能力必须大于冷片的发热量15.8W，否则会导致冷片工作时热面热量堆积，造成制冷效果降低甚至制冷片损坏。
🔵 TEC选型时注意避免常见误区：1.过度追求ΔTmax ：高温差往往伴随低COP，导致效率下降。2.忽视散热问题：热端散热不足会显著降低TEC性能，甚至造成故障。3.只关注参数，不考虑品牌与质量：劣质制冷片可能存在寿命短、性能不稳定的问题。
以上就是我们为大家整理的TEC选型教程。总之，如何正确选择半导体制冷片是一个平衡性能、能效和成本的过程。掌握Qmax、ΔTmax、Imax、Umax这些核心参数的应用技巧，可以有效帮助你找到适合的型号。另外，选型完成后别忘了评估散热方案，否则系统的整体性能和稳定性会受到影响哦~
