ペルチェ素子について教えて下さい。

かなり高熱（８０°くらい）まで発熱する可能性のあるレーザーダイオードに常温（２０°～３０°くらい）で温度が一定に保たれるようにしたいのですが、このようなことはペルチェ素子で可能でしょうか？

カタログなどで見ていると、温度制御装置みたいなごつい装置を使えば可能なようですが、ペルチェ素子単体で温度が冷えすぎず熱すぎないようにすることは出来ないのでしょうか？
よろしくお願い致します。

No.5 ベストアンサー 回答者： electron11 回答日時： 2008/09/28 19:24

レーザーダイオードを定温制御の為にペルチェ素子温度制御装置を使った事があります

４素子複合のレーザーダイオードで大変な熱が出ますのでしなければなりませんでしたが割と小さく作られてありました　電流は４素子で約0,35A
私が作ったのではありませんが温度センサーと電子回路でペルチェ素子を定温コントロールしてました

やり方は温度センサーで温度を測り　設定温度になるようペルチェ素子の電流を正方向/逆方向に流して定温制御します
作るにはそれなりの技術が必要です

ペルチェ素子は電流が大きく効率が悪いのですが　小形で強い冷やしも出来る物はこれ位でしょう
パソコンのCPUにも使われており流用する手はあります　秋葉原で手に入ります

他には出来るだけ温度を上げないようにする放熱制御位で例えばファンを使ってON/OFFするのです
嘗てオーディオアンプにも使われたヒートパイプという手もあります

No.4 回答者： equinox2 回答日時： 2008/09/23 17:07

>ペルチェ素子って単体で使っても意味がないものなのでしょうか？

その通りです。素子単体では使い物になりません。

私が実際に使用したのはここの製品です。(秋葉原の千石通商）
http://www.sengoku.jp/fd/STSpeltier.PDF
http://www.sengoku.co.jp/index.htm

No.3 回答者： equinox2 回答日時： 2008/09/22 16:28

ペルチェ素子を使用して温度制御（冷却）するには、ちゃんとした放熱と温度制御のための

装置が必要です。

以下は、CCDカメラを冷却する実験を行った際の経験（失敗）です。

(1)素子単体に定格よりかなり低めの電圧をかけると、一時的に片面が冷えますが、
　放熱できなくてすぐに温度が上ります。
(2)素子に放熱フィンを付けると、(1)よりは少し良いですが、やはり放熱不足で温度が上ります。
　（この状態で温度が上らない程度の電圧に維持できれば最低限の冷却が可能）
(3)放熱フィンをファンで強制空冷すると、ある程度冷却することができます。
　（ただ、このままでは冷却の温度を制御できない）
(4)さらに、温度センサーを付け、目的の温度になるように素子にかける電圧を
　制御する回路を付加すれば、目的が達成できます。

結果的に、ペルチェ素子用の温度制御装置が必要となります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

スペースとコストの関係上温度制御装置のような大きな装置を置くことが出来ません。
という知らなかったのですがペルチェ素子って単体で使っても意味がないものなのでしょうか？
単にはっ付けて電流を流せば良いものだと思っていたのですが・・・

お礼日時：2008/09/23 15:37

No.2 回答者： tance 回答日時： 2008/09/22 16:28

ペルチェ素子を使わずに放熱器だけでLDを冷却できればそれがベスト

ですが、単に高温になるのを防ぐだけでなく、一定温度にコントロール
するのだったらペルチェを使うのが普通です。

CPUの冷却などを参考にしてみてください。

もし、温度センサを設けてフィードバックで定温制御をしたいのなら
熱設計（温度センサがLDの温度になるようにする）と、フィードバック
理論と、ペルチェ制御の独特のやり方（たいしたことではない）を
知っている必要があります。

No.1 回答者： walkingdic 回答日時： 2008/09/22 15:48

＞このようなことはペルチェ素子で可能でしょうか？

一般的にレーザーダイオードの温調はペルチエ素子を使っています。

＞温度制御装置みたいなごつい装置を使えば可能なようですが
それはペルチエ素子を冷却するための部分か、それともペルチエ素子を駆動する部分ではないでしょうか。

＞ペルチェ素子単体で温度が冷えすぎず熱すぎないようにすること
可能ですが、ペルチエ素子はあくまで熱を移動する機能を有するだけですから、ＬＤを冷却する場合にはその移動した熱を逃がす仕組みが必要になります。つまり放熱を考えねばなりません。
ペルチエ素子は、移動した熱のほかにも自分自身が電流により発熱する部分があるので、全体の発生する熱量はそれなりになります。

放熱の方法ですが、放熱板による放熱（要するに空冷）で済めばよいですし、すまなければ水冷を考えることになります。
ＬＤの温調では空冷するのが一般的です。