통합 차량 관제 시스템 용어 사전
센서·물리펠티어 · TEC

펠티어

전류 방향에 따라 한쪽 면이 차가워지고 반대쪽이 뜨거워지는 반도체 소자. TEC 라고도 한다.

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)
구성열저항100 W 버릴 때 온도 상승
방열판 + 자연 대류약 1~2 ℃/W100~200 ℃ → 소자 사망
방열판 + 팬약 0.1~0.3 ℃/W20~30 ℃

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.

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