具有强电流脉冲和有限冷结的热电冷却器的快速瞬态行为

在单级热电冷却器上，当其受到大电流、短持续时间的矩形直流脉冲时，获得了实验性的高速温度响应数据。当冷却器在最佳稳态冷却条件下运行时，脉冲被施加在冷却器上。在冷却器达到约−40°C的稳态温度，热结温度为27°C后，通过电流和脉冲持续时间的多种组合，获得了降至约−65°C的脉冲冷却。典型的脉冲电流和持续时间为10A，持续30毫秒。脉冲大约每15秒重复一次。铋和碲化锑这两种较冷材料在3°C时的平均品质因数为2.69×10−3 K−1。冷却器具有实用、通用的尺寸和配置，是两个并排的元件，顶部用一根非常薄的银色母线连接。元件截面积为0.0089cm2，元件高度为0.5cm。尽一切努力减少用于测量温度的母线、焊料和热电偶的质量。通过网络热分析仪（NETHAN）程序模拟实验条件，获得了实验数据与计算机模型解之间的良好相关性。对各种冷却器尺寸进行了温度的计算机求解，包括实验模型尺寸、大约实验模型十分之一的尺寸和比实验模型大的尺寸。