СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №1/2016

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 33 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2016 близительно в два раза выше (в боль- ших партиях). Вариант исполнения ТГМ с керамическими основаниями на осно- ве AlN позволяет в несколько раз сни- зить потери теплового потока на кера- мике, облегчив конструктору задачу построения максимально эффективно- го термоэлектрического генератора [4]. Далее приводятся результаты испы- таний генераторных модулей ТГМ- 199-1,4-0,8 и сравнение их с расчёт- ными данными от производителя. В таблице 2 [7] указаны расчётные значения вырабатываемой мощно- сти с учётом тепловых потерь на кера- мических подложках из 96-процент- ного оксида алюминия (Al 2 O 3 ), входя- щих в состав ТГМ, и теплопроводящей пасты, применяемой при установке ТГМ в конструкцию генератора. Номиналь- ная (расчётная) мощность стандарт- ного модуля ТГМ-199-1,4-0,8 (в табли- це данные по этому модулю выделены жирным шрифтом) для температуры холодной стороны модуля 30 ° С и горя- чей 200 ° С составляет 11,4 Вт. На гра- фике (см. рис. 7) приведены результа- ты испытаний генераторных модулей ТГМ-199-1,4-0,8, выполненных в интер- вале температур 50 ° С на холодной сто- роне модуля и 150 ° С на горячей (зави- симость вырабатываемой мощности от сопротивления нагрузки), прове- дённых компанией КРИОТЕРМ. Полу- ченные данные – для стандартно- го варианта исполнения (синий гра- фик) – в точке максимума (4,91 Вт) на 14% превосходят расчётные данные, приведённые производителем (4,3 Вт) для аналогичного интервала [7]. График красного цвета отражает результаты испытаний такого же гене- раторного модуля, но выполненно- го с применением подложек из кера- мики AlN с теплопроводностью до 200 Вт/м × К. Видно, что при аналогич- ных условиях вырабатываемая мощ- ность выше на 20% за счёт уменьшения потерь теплового потока на керамике. По результатам испытаний можно сде- лать следующие выводы: ● приведённая на интернет-странице изготовителя информация о выра- батываемой мощности соответству- ет наихудшим условиям и может быть повышена за счёт уменьшения тол- щины термопасты, качества обработ- ки поверхностей радиаторов и тща- тельной сборки генератора; ● применение при изготовлении ТГМ керамических подложек на основе AlN позволяет увеличить вырабатыва- емую мощность при заданных усло- виях на 20% (в нашем случае с 4,91 до 5,85 Вт); ● на основе полученных данных можно оценить мощность, вырабатываемую указанными модулями в расширен- ном интервале температур. Для этого следует умножить полученные значе- ния мощности на квадрат отношения рассчитываемого интервала темпе- ратур к 100 ° С (150 ° С по горячей сто- роне и 50 ° С по охлаждаемой). Тогда для интервала температур 30…200 ° С (также приведённого на интернет- странице) вырабатываемая мощ- ность испытанных модулей составит: 14,2 Вт для ТГМ-199-1,4-0,8 с керами- кой Al 2 O 3 и 16,9 Вт для ТГМ-199-1,4-0,8 с керамикой AlN. Во второй части статьи будут при- ведены примеры серийно выпускае- мых отечественных ТЭГ и автоном- ных источников питания на их основе. Л ИТЕРАТУРА 1. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые тер- моэлементы. М.–Л. Изд-во АН СССР. 1956–1960. 2. Иоффе А.Ф., Стильбанс Л.С., Иорданиш- вили Е.К., Ставицкая Т.С . Термоэлектри- ческое охлаждение. М.–Л. Изд. АН СССР. 1956. 3. Бурштейн А.И. Физические основы расчё- та полупроводниковых термоэлектриче- ских устройств. М. Физматгиз. 1962. 4. Кораблёв В.А., Тахистов Ф.Ю., Шарков А.В. Прикладная физика. Термоэлектрические модули и устройства на их основе. Учеб- ное пособие. СПб. СПбГИТМО (ТУ). 2003. 5. Шостаковский П.Г. Современные реше- ния термоэлектрического охлаждения для радиоэлектронной, медицинской, про- мышленной и бытовой техники. Компо- ненты и технологии. 2009. №12. 6. Шостаковский П.Г. Разработка термо- электрических систем охлаждения и тер- мостатирования с помощью компьютер- ной программы KRYOTHERM. Компонен- ты и технологии. 2010. №8. 7. www.kryotherm.ru. 8. Иорданишвили Е.К. Термоэлектрические источники питания. М. Советское радио. 1968. 9. Шостаковский П.Г. Современные термо- электрические источники питания элек- тронных устройств. Компоненты и техно- логии. 2015. №1. Р, Вт 4,7 4,8 4,9 5 5,1 5,2 5,3 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6 5,4 2,1 2,3 AlN Al 2 O 3 2,5 2,7 R опт , Ом 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9 Рис. 7. Сравнительные испытания ТГМ-199-1,4-0,8 Новости мира News of the World Новости мира Самообучающаяся система АSМ ProcessExpert оптимизирует SMT-производство Самообучающаяся система АSМ Process- Expert стала технологическим прорывом и важной вехой на пути к созданию Smart SMT Factory. Компания АSМ разработала и внедрила ключевой компонент для оптимизации интел- лектуальных SMT-предприятий будущего – первую самообучающуюся экспертную систе- му для SMT-производств ASM ProcessExpert. Она не только измеряет и контролирует результаты печати с исключительной точ- ностью, а также непрерывно стабилизирует и оптимизирует процесс печати. АSMProcess- Expert состоит из чрезвычайно новаторской и точной системы АSМ ProcessLens 5D для контроля нанесения паяльной пасты и про- граммного обеспечения АSМ ProcessEngine, которое в режиме реального времени стаби- лизирует и оптимизирует процесс печати на основе параметров из встроенных баз дан- ных. Со специальными функциями, такими как DFM (Design for Manufacturability) анализ, производители электроники могут внедрять новые продукты значительно быстрее и более эффективно, чем раньше. В течение всего производственного цикла АSМ ProcessExpert контролирует и оптими- зирует данные с принтеров автоматически и инициативно, предоставляя более каче- ственные параметры печати, и, как след- ствие, более высокое качество изделий и большую производительность линии. www.siplace.ru