열전 냉각기(TEC)는 방열기의 냉각 성능을 강화할 수 있으나, 열단 방열 강도, 작동 전류, 작동 열 부하 등 매개변수의 영향을 크게 받는다. 본 논문에서는 TEC 강화 풍냉 모듈의 유한 요소 해석 모델을 구축하고, 온도 분포와 작동 특성에 대해 체계적인 이론 및 실험 연구를 수행하였으며, TEC 강화 풍냉 모듈의 유효 작동 전류, 유효 열 부하 및 유효 냉각 계수 범위를 결정하는 방법을 제안하였다. 시뮬레이션 및 실험 결과에 따르면, 특정 TEC 강화 풍냉 모듈에는 한계 열 부하 Qc,max가 존재하며, 작동 열 부하 Qcc,max이고 TEC 작동 전류가 유효 범위 내에 있을 때만 TEC가 없는 풍냉 모듈보다 낮은 칩 접합 온도를 얻을 수 있어 TEC가 방열기 냉각 성능을 강화하는 특성을 보인다; 유효 작동 전류 범위는 Qc가 증가함에 따라 감소하며; 열단 방열 강도를 증가시키면 칩 접합 온도를 낮출 수 있으나 Qc,max 향상에는 큰 영향을 미치지 않는다; 냉각 계수(COP)는 유효 범위 내에서 극값이 존재하며, 이 값보다 작으면 COP가 감소함에 따라 칩 접합 온도가 급격히 증가한다.

열전 냉각기; 작동 특성; 풍냉; 유한 요소 해석