히터와 달리 가열과 냉각을 모두 할 수 있다. 전류 방향을 뒤집으면 냉·온이 바뀐다.
열을 없애지 않고 옮긴다
뜨거운 면이 버려야 할 열 = 차가운 면에서 퍼낸 열 + 소자가 소비한 전력
Qh = Qc + P
흔한 TEC1-12706 은 12 V × 6 A = 72 W 를 먹는다. 냉각을 30 W 하면 뜨거운 면에서 100 W 이상을 빼내야 한다.
방열이 부족하면
뜨거운 면 온도 상승 → 유지 가능한 온도차 소진 → 차가운 면도 안 차가워짐
→ 전류를 더 올림 → 열이 더 남 → 악순환
→ 최악: 내부 납땜이 녹아 소자 파괴 (130~140 ℃ 대)
| 구성 | 열저항 | 100 W 버릴 때 온도 상승 |
|---|---|---|
| 방열판 + 자연 대류 | 약 1~2 ℃/W | 100~200 ℃ → 소자 사망 |
| 방열판 + 팬 | 약 0.1~0.3 ℃/W | 20~30 ℃ |
방열팬 은 공조 팬과 별개여야 한다.
PWM 구동은 효율을 떨어뜨린다
냉각 능력 ∝ I, 줄열(손실) ∝ I²
PWM(듀티 D): 냉각 ∝ D·I, 줄열 ∝ D·I²
DC (듀티 D): 냉각 ∝ D·I, 줄열 ∝ (D·I)² = D²·I² ← PWM 보다 D 배 작다
듀티 50 % 면 PWM 이 DC 보다 줄열을 2배 낸다. 프로토타입에서는 감수하되, 주파수를 1 Hz 급으로 낮추면 안 된다 — 소자 내부에 열 사이클링이 걸려 수명이 깎인다. 1~5 kHz 가 무난하다.
극성 전환에는 데드타임 이 필요하다
방향을 바꾸려면 H-브리지가 필요하고, 위·아래 스위치가 순간이라도 동시에 켜지면 전원이 GND 로 직결되어 소자가 탄다.