Классическая и альтернативная физика элемента Пельтье

[trampampusha]

Пельтье при выключениях имеют свойство деградировать…

Не только при выключениях, но и при включениях.
Но это лечится.
Просто нужно плавно подавать и плавно снимать напряжение.
Именно крутой фронт напряжения, а значит импульсный ток и служат причиной быстрого выхода элементов из строя.
Об этом было написано и у производителя.

Есть некоторые соображения по увеличению К.П.Д. и многоступенчатого использованию ТЭМ

Глупость однако.

Скачать программу сможете по ссылкам.

Ссылки не открываются. Проверьте пожалуйста.

Автору.
Подобная тема обсуждается по ссылке ниже.
Смотреть от 21 Апреля.
Решается аналогичная задача и рассматриваются варианты охлаждения.
Здесь могу только сказать, что эффективность системы в целом определяется эффективностью отвода тепла и самое лучшее - жидкостное, причём прямого омывания горячей стороны.
___https://forum-monitor.net.ru/threads/655782/page-3___

[mike-y-k]

trampampusha, 4 элемента разных производителей были протестированы на количество циклов для деградации ниже 75%.
Скорость нарастания и спада напряжения 0.2Vs с преобразователем на GaN ключах при частоте 1.5MHz и пульсациями меньше 1mV на частоте преобразования. Потребовалось меньше 100 циклов.
Отдельного выяснения влияния включения/выключения на результат не проводилось.
В итоге было выбрано решение с питанием на уровне 2…5% мощности в промежутках и резервированием питания для минимизации числа отключений…
Если что, отключить отсутствующее питание еще никому не удалось…

Относительно теплоотвода - таки тут надо задействовать термодинамику, благо сейчас компьютерных систем расчета достаточно и не нужно углубляться в теорию.
И жидкостная система более эффективна на холодной стороне, поскольку позволяет задействовать большую площадь холодильной камеры.
Жидкостный отвод тепла в данной задаче несколько избыточен, минимум по массо-габаритным характеристикам. Тепло в воздух отдавать он не поможет. Медный или алюминиевый с медной пластиной в зоне контакта радиатор будет иметь равные характеристики при меньших габаритах и потреблении.
Жидкостные на процессорах лишь выносят радиатор в место более оптимального отвода от него тепла.
Здесь горячая сторона и так находится в оптимальном положении…

[trampampusha]

Скорость нарастания и спада напряжения 0.2Vs с преобразователем на GaN ключах при частоте 1.5MHz и пульсациями меньше 1mV. Потребовалось меньше 100 циклов.

Остаётся понять, как же годами работают автомобильные холодильники, которые очень часто тупо включают и выключают.

[mike-y-k]

trampampusha, а Вы не проверяли их параметры?
Сферический конь и результаты измерений…
Попробуйте сами сделать рассчитанную на строгое соблюдение заданных параметров конструкцию на элементе Пельтье и проследите за ее поведением.
Пиво будет условно прохладным и при 20%, а вот биопрепарат при повышении температуры даже на несколько градусов… Тот же орган для трансплантологии…
Ниже 50…60% скорость деградации падает и весьма нелинейно…

[VladimirIvan]

годами работают автомобильные холодильники

Целых два года до полного пц.
Имел счастье тесного общения. В компании охотников и рыбаков. Потом купили в УАЗик Морозко, выбросили электронагреватель и присобачили керосиновую лампу. Морозит до сих пор. Уже более 30 лет.

[trampampusha]

а Вы не проверяли их параметры?

Нет, но прислушиваюсь к рекомендациям производителя, который пишет, что элементы выходят из строя из-за импульса тока, который может быть при резкой подаче питания.
Видели наверное как дёргается силовой кабель, когда через него проходит импульс тока?
Аналогично и здесь. При крутом фронте тока, происходит незначительная деформация элементов и их просто отрывает от подложки, т.е. нарушается контакт.
И чем чаще такое действо, тем бОльшее число ячеек в элементе уходит в отрыв. Именно поэтому и рекомендуется подавать напряжение плавно с НУЛЯ, чтобы плавно рос и ток. Ну и конечно же на ресурс влияет то, на какой мощности работает элемент. Понятно, что если по максимуму, то и ресурс будет значительно меньше.

[mike-y-k]

trampampusha, элемент Пельтье (далее ЭП) представляет из себя набор полупроводниковых ячеек, соединенных последовательно-параллельно в матрицу, снабженную проводами/клеммами/контактами для подключения к ИП.
Деградация там - совсем не обрыв проводника, а изменение свойств перехода отдельной ячейки.
В последовательной цепочке это ведет к…
В параллельной цепочке это ведет к …
Ответы дайте сами
Ну а Ваш обрыв от деформации импульсом тока тут как-то даже близко не лежит, из этой логики стартер автомобиля должен просто превратиться в песок через год использования - там ток минимум на порядок больше
Это 100% из документа, написанного маркетологом, с полным отсутствием номинального знания о предмете…
Если что, то для обычных ЭП нормированное максимальное количество рабочих циклов с полным отключением питания порядка 5k.
Используемое для питания решение должно обеспечивать максимальную частоту преобразования, хороший фильтр для исключения пульсаций, алгоритм плавного пуска и отключения, плавное изменение тока с мягкими переходами,…
Но можно и на реле с большими емкостями для сглаживания импульсов при коммутации.
Хотя сами элементы и могут работать реверсивно, но оптимальней использовать два, при схеме с контролем температуры а обе стороны и/или необходимостью иметь хитрые термопрофили рабочего объема…
В итоге получается не просто компиляция из данных в DS на ЭП, а номинальная система знаний о них до начала разработки…
Кстати, в описанном мной выше тесте основной и никак не отмеченной причиной деградации явилось именно импульсное питание с большими колебаниями тока на частоте PWM.
Добавление в группе последующих тестов просто фильтра из конденсаторов улучшало результаты минтмум на порядок.

[trampampusha]

элемент Пельтье (далее ЭП) представляет из себя набор полупроводниковых ячеек, соединенных последовательно-параллельно в матрицу, снабженную проводами/клеммами/контактами для подключения к ИП.

Я в курсе.

Ну а Ваш обрыв от деформации импульсом тока тут как-то даже близко не лежит,

Вообще-то об этом было написано на сайте российского производителя элементов Пельтье - КРИОТЕРМ.
Хотел найти и дать ссылку, но почему-то не могу войти на сайт.
У Вас получается войти?

[mike-y-k]

trampampusha, таки Вы допускаете альтернативную физику решением производителя? Или написанное в справочнике по физике имеет абсолютный приоритет?
Возьмите провод и подключите на конце чайник. Получится примерно 10A. Измерьте силу, действующую на провод. Вспомните сопромат и насчитайте деформацию этой силой пластины 100х100. Далее посчитайте деформирующие усилия на каждую из полупроводниковых структур ЭП. Потом на цифрах докажите Ваше утверждение про деформацию импульсом тока.
Из Вашего утверждения следует, что выход из строя сборок Дарлингтона происходит тоже от обрывов от деформации током? Или светодиоды в матрицах/COB умирают по той же причине?
Может тут на порядки значимее процессы в самом полупроводнике и влияние неоднородности распределения параметров в такой матрице?
Скорость теплопередачи от PN/NP перехода тут имеет большее значение.
А на тот сайт даже заходить не буду - про доверие к таким альтернативным идеям уже все написал.
Попробуйте таки без ссылок на «авторитетное» мнение производителя расчетами и опытом доказать свою правоту.
У меня описанная выше теория не расходится с расчетами и практикой…

[индюк]

какой импульс тока по величине и длительности?? чото никто не указал.
если 100* амплитуды и 1 секунда - то да - разрушит конечно.
а если 4* и 5мс - никто и не заметит.

у транзисторов, диодов везде обр четко описана графиками. точно так же у пельтье должно быть. а не пустые слова

Морозко

амиачный чтоль?