Der thermoelektrische Kühler (TEC) kann die Kühlleistung des Kühlkörpers verstärken, ist jedoch stark von der Kühlleistung der Warmseite, dem Betriebsstrom und der thermischen Arbeitslast abhängig. In diesem Artikel wurde ein Finite-Elemente-Analysemodell für ein durch TEC verstärktes luftgekühltes Kühlsystem erstellt und die Temperaturverteilung sowie die Betriebseigenschaften systematisch theoretisch und experimentell untersucht. Es wurde zudem eine Methode zur Bestimmung des effektiven Arbeitsstroms, der effektiven thermischen Last und des effektiven Kühlleistungskoeffizienten des TEC-unterstützten luftgekühlten Moduls vorgeschlagen. Die Simulations- und Versuchsergebnisse zeigen: Ein spezifisches durch TEC verstärktes luftgekühltes Modul besitzt eine Grenzwärmelast Qc,max; eine niedrigere Chip-Schnittstellentemperatur als ein luftgekühltes Modul ohne TEC ist nur erreichbar, wenn die Arbeitswärmelast Qcc,max und der TEC-Arbeitsstrom im effektiven Bereich liegen, was die verstärkte Kühlleistung des TEC zeigt; der effektive Arbeitsstrombereich verkleinert sich mit zunehmendem Qc; eine Erhöhung der Kühlleistung der Warmseite kann die Chip-Schnittstellentemperatur senken, hat jedoch wenig Einfluss auf die Erhöhung von Qc,max; der Kühlleistungskoeffizient (COP) weist im effektiven Bereich einen Extremwert auf, unterhalb dessen die Schnittstellentemperatur bei abnehmendem COP schnell ansteigt.

thermoelektrischer Kühler; Arbeitseigenschaften; luftgekühlte Kühlung; Finite-Elemente-Analyse