製品概要 | 熱対策機器 | オーム電機株式会社

小型組込電子冷却器

ペルチェモジュールを使用した小型電子冷却器

冷媒を必要としないため、大気を汚さず環境にやさしい製品です。
小型・軽量で機器への組込みに最適。システム拡張により高精度の温度制御が実現でき、用途を問わず各分野に使用可能です。

製品概要

大気を汚さず、効率的に冷却
冷却を極める。
ペルチェモジュールを使用した環境に優しい電子冷却器BOX COOL。
従来では難しかった小型で軽量・静音設計を可能にしました。

製品概要

特長

接続例

製品概要

冷却の原理

ペルチェモジュールの動作原理

冷却能力をもったP型N型半導体（※1）の接合対を熱電冷却素子といい、複数の素子を電気的に直列に接続してユニットにしたものをペルチェモジュールといいます。これは、1834年にペルチェ（J.C.A.peltier、1785～1845、フランス）が初めて発見し、この現象をペルチェ効果と呼んでいます。
熱電冷却素子は、直流電流（DC）を流すことによって、素子の両表面が加熱・冷却します。
また、電流の向きを変えることによって加熱・冷却を切り替えることもできます。

（※1）半導体とは、電流を流す働きが導体と不導体との中間位の性質をもつ物をいい、真性半導体・N型半導体・P型半導体がある。

製品概要

基本的構成は、2枚の絶縁伝熱板（セラミック等）の間に、不足電子P型・過剰電子N型の半導体素子がπ字形あるいは逆π字形に交互に配置されており、電気的には直列に、熱的には並列に接続されています。

ペルチェモジュールに＜図1＞のように電源をつなぐと、電流はN型半導体の下側から上部の電極を通ってP型半導体の下側へ流れます。
エネルギーは電子と共にこれとは逆の方向に移動します。N型半導体では、電子が上部の電極からN型半導体に移動するためのエネルギーと、N型半導体の内部を下部の電極まで移動するためのエネルギーを上部の電極側から得ます。その結果上部の電極側でエネルギーが不足し、温度を下げます。これに対して下部の電極側では電子が奪ったエネルギーを放出して暖まります。また、P型半導体では、正孔が同様の働きをします。

その結果、冷却面で吸収する総熱量が総供給電力（W）に相当する熱量と合算され、放熱側に放出されます。熱の吸収（冷却効果）は、電流およびチップ（半導体）の数に比例します。

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冷却サイクル

空冷式プレート冷却型

水冷式プレート冷却型

ペルチェモジュールにより吸熱された冷却プレートは、熱伝導グリス等の伝熱材を通して、直接接触している冷却物を冷却します。また、吸熱した熱量とペルチェモジュールの発熱量はペルチェモジュール反対面からアルミ等の熱伝材を通して空冷または水冷にて放熱されます。（※1）

空冷式冷風攪拌型

空冷式冷風撹拌型

水冷式冷風攪拌型

水冷式冷風撹拌型

筐体内の空気は、冷却側ファンモータによって冷却器内に送り込まれ、ペルチェモジュールにより冷却された冷却フィンを通過し冷却・除湿され冷風となって筐体内へと戻ります。また、吸熱した熱量とペルチェモジュールの発熱量はペルチェモジュール反対面からアルミ等の熱伝材を通して空冷または水冷にて放熱されます。（※1）