охлаждение лазерного диода

Лазерные, плазменные станки, газо- и водорезки, плоттеры.

охлаждение лазерного диода

Сообщение Demitri » 12 сен 2017, 12:05

кто нибудь пробовал использовать для охлаждения лазера элемент пельтье?
как результаты?
Аватара пользователя
Demitri
Кандидат
 
Сообщения: 57
Зарегистрирован: 06 окт 2016, 08:45
Откуда: Ашкелон
Репутация: 4
Настоящее имя: Demitri

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение SVP » 12 сен 2017, 12:45

Убого довольно-таки.
Проблема в том, как забрать потом всё тепло с пельтье, КПД у него какой-то микроскопический и если интенсивно не охлаждать горячую сторону, то он превращается в грелку, т.е. от горячей греется холодная. Вероятно надо брать максимально МАЛОМОЩНЫЕ. У меня на десятки ватт был - это много.
SVP
Мастер
 
Сообщения: 3194
Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
Откуда: Москва
Репутация: 434

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Andy52280 » 12 сен 2017, 13:58

Вообще лучше всего охлаждать диод водой. Рубашкой с водой, в смысле. На светодиодных граверах все равно к голове тянется гибкий кабелепровод. Проводишь пару трубочек от медицинской капельницы-системы, ставишь шестеренчатый насос, датчик потока, радиатор от авто с парой вентиляторов и все дела.
Andy52280
Мастер
 
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 29 авг 2014, 19:29
Откуда: Тульская область
Репутация: 104

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение SVP » 12 сен 2017, 15:00

Честно говоря водой не стал бы. Наверное можно подобрать пельтье нужной производительности, к нему кулер какой-то от компа. Там вроде-бы ведь немного совсем тепла образуется, ониж по 5-10вт вроде потребляют ? Или 5-10 это оптическая мощность, а реальное потребление десятки-сотни ватт?
Не помню уже...
К своему примотал радиатор и вентилятор...
SVP
Мастер
 
Сообщения: 3194
Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
Откуда: Москва
Репутация: 434

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 12 сен 2017, 16:28

SVP писал(а):Наверное можно подобрать пельтье нужной производительности, к нему кулер какой-то от компа. Там вроде-бы ведь немного совсем тепла образуется, ониж по 5-10вт вроде потребляют ?

Тут два варианта:
1. Поставить на диод радиатор/вентилятор в расчёте на тепло, которое выделяет диод (Pпотр. - Pизл.).
2. Поставить элемент пельтье, а на него радиатор/вентилятор в расчёте на тепло, которое выделяет и диод и элемент Пельтье. Ибо элемент Пельтье - это по сути тепловой насос, который ещё и сам греется.

Применение элемента Пельтье оправдано там, где надо получить температуру значтельно ниже температуры окружающей среды.
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение SVP » 12 сен 2017, 16:53

Ну у меня и была идея градусов до 15 это всё остужать, чтобы роса не выпадала, но было как можно холоднее.
Пока забил, работает и так.
SVP
Мастер
 
Сообщения: 3194
Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
Откуда: Москва
Репутация: 434

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Demitri » 12 сен 2017, 18:09

UAVpilot писал(а):
SVP писал(а):Наверное можно подобрать пельтье нужной производительности, к нему кулер какой-то от компа. Там вроде-бы ведь немного совсем тепла образуется, ониж по 5-10вт вроде потребляют ?

Тут два варианта:
1. Поставить на диод радиатор/вентилятор в расчёте на тепло, которое выделяет диод (Pпотр. - Pизл.).
2. Поставить элемент пельтье, а на него радиатор/вентилятор в расчёте на тепло, которое выделяет и диод и элемент Пельтье. Ибо элемент Пельтье - это по сути тепловой насос, который ещё и сам греется.

Применение элемента Пельтье оправдано там, где надо получить температуру значтельно ниже температуры окружающей среды.

у меня на диоде стоит радиатор и два вентилятора...диод 6вт...греется сильно...замерял температуру радиатора во время работы - около 60 градусов...это я считаю очень много для него... температура в помещении в среднем +30-35 градусов... на улице тоже гдето +35-40...зимой холоднее - гдето +20-25...
так что или пробовать элемент пельтье или какоето жидкостное охлаждение....
Аватара пользователя
Demitri
Кандидат
 
Сообщения: 57
Зарегистрирован: 06 окт 2016, 08:45
Откуда: Ашкелон
Репутация: 4
Настоящее имя: Demitri

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение SVP » 12 сен 2017, 18:21

С пельтье будет греться ЕЩЕ больше.
SVP
Мастер
 
Сообщения: 3194
Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
Откуда: Москва
Репутация: 434

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Andy52280 » 12 сен 2017, 18:35

Пельтье просто плохо будет туда приспосабливать. Голова станет похожа на ежа. Как уже было сказано, будет греться еще больше. КПД элементов пельтье, емнип, где-то около 20%. Т.е. рассеять нужно будет не 5-10 Вт, которые кушает лазерный диод (минус его собственный невысокий КПД на излучение), а "немножко побольше" - 25-50 Вт. А это уже здоровенный радиатор с вентилятором. Разве что опять же применить некий теплоноситель и вывести тепло за пределы головы, а уж там охладить. Опять водяное охлаждение. :) Только уже до +15, как хочется. Раз хочется потратить побольше электроэнергии, так никто не запрещает же.
Andy52280
Мастер
 
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 29 авг 2014, 19:29
Откуда: Тульская область
Репутация: 104

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 13 сен 2017, 02:22

SVP писал(а):Ну у меня и была идея градусов до 15 это всё остужать

А смысл? Для диода температура кристалла градусов до 130 вполне комфортна. Какая разница будет там температура 120 или 110 градусов?..

Andy52280 писал(а):а "немножко побольше" - 25-50 Вт.

Распостранённый элемент Пельтье размерами 40х40мм генерит собственное тепло, эквивалентное нагревателю 80-100 Вт. Так что 5-10 Вт от диода "погоды не сделают". :)
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Сергей Саныч » 13 сен 2017, 05:16

UAVpilot писал(а):Для диода температура кристалла градусов до 130 вполне комфортна
Не знаю, как у лазерных диодов, но у обычных светодиодов КПД заметно падает с ростом температуры. А еще ускоряется деградация. Так что желание получше охладить вполне понятно.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 7242
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2183
Медальки:

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Andy52280 » 13 сен 2017, 07:50

Во-во, деградация светодиодов начинает ускоряться уже после 70-80 градусов на кристалле. Кристалл свыше 100 градусов долго не протянет.
Andy52280
Мастер
 
Сообщения: 484
Зарегистрирован: 29 авг 2014, 19:29
Откуда: Тульская область
Репутация: 104

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 13 сен 2017, 13:10

Не путайте температуру корпуса и кристалла... Температуру кристалла светодиода хорошо видно в тепловизор.

Светодиоды, как и любые полупроводники деградируют от сильного перегрева. Это когда имеющийся теплоотвод перестаёт справляться с отводом тепла и происходит лавинообразное повышение температуры - повышение температуры увеличивает сопротивление перехода, что провоцирует ещё больший нагрев..

Andy52280 писал(а):Кристалл свыше 100 градусов долго не протянет.

Это ты процессору в своём компе скажи. :)
Процессоры в ваших компах ведь работают много лет и не деградируют, хотя некоторые области кристаллов разогреваются за 150 градусов...
Причём при сильном перегреве проц дохнет не из-за деградации полупроводников, а банально отпаивается от подложки и "уплывает".

P.S. У меня тут двумя этажами ниже опытное полупроводниковое производство с докторами и кандидатами в этой сфере - есть у кого поспрашивать. :)
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение SVP » 13 сен 2017, 13:24

UAVpilot писал(а):А смысл? Для диода температура кристалла градусов до 130 вполне комфортна. Какая разница будет там температура 120 или 110 градусов?..

А фиг знает какое там температурное сопротивление у этого сендвича
При 15оС снаружи на радиаторе внутри на кристалле может и 150 быть.
Но в целом да, что 15, что 25 погоды вероятно не сделает.
А сильно меньше не сделать, инеем-водой зарастет всё.
SVP
Мастер
 
Сообщения: 3194
Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
Откуда: Москва
Репутация: 434

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение ultrus » 13 сен 2017, 13:47

SVP писал(а):А фиг знает какое там температурное сопротивление у этого сендвича

Есть поговорка: "Лучше сорок раз по разу, чем ни разу сорок раз." Даже неэффективный Пельтье лучше чем тупо один вентилятор.
5-10% КПД модуля, с понижением температуры на 5-10 градусов продлят жизнь диода в разы. Первый свой диод 2 Вт без Пельтье угробил за 22 дня, второй до сих пор живой.
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 40#p215317
Или диод хороший попался, или Пельтье всё-таки работает? Неизвестно, но факт... :wik:
"Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам."
Фердинанд Порше
Аватара пользователя
ultrus
Мастер
 
Сообщения: 1733
Зарегистрирован: 09 апр 2013, 05:42
Откуда: Воронеж
Репутация: 1064
Медальки:
Настоящее имя: Юрий

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 13 сен 2017, 17:16

ultrus писал(а):Даже неэффективный Пельтье лучше чем тупо один вентилятор.
5-10% КПД модуля, с понижением температуры на 5-10 градусов продлят жизнь диода в разы.

Пельтье только увеличивает количество тепла, которое так или иначе придется отводить в окружающую среду.
Физика и математика тут просты: Допустим диод переводит в тепло 10 Вт из подводимой к нему мощности. Допустим мы хотим, чтобы темература корпуса диода не превышала 50°С. По упрощённой формуле рассчитаем площадь радиатора для этого случая: (50/(50°-20°/10Вт))²=278см².
Теперь случай, когда мы хотим, чтобы температура корпуса диода была на 10°С ниже: (50/(40°-20°/10Вт))²=625см², т.е. радиатор потребуется в 2 с лишним раза больше.
А теперь сделаем тоже самое, но с помощью распостранённого элемента Пельтье TEC1"127080"50: (50/(40°-20°/10Вт+80Вт))²=50625см².
Всё ещё хочешь сказать, что пельтье лучше, чем просто радиатор/вентилятор (50625см² против 625см²)? :)
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение Сергей Саныч » 13 сен 2017, 17:29

UAVpilot писал(а):А теперь сделаем тоже самое, но с помощью распостранённого элемента Пельтье TEC1"127080"50: (50/(40°-20°/10Вт+80Вт))²=50625см².
Здесь не учтено, что на внешней (горячей) поверхности элемента Пельтье температура будет выше на несколько десятков градусов, чем у диода.
То есть надо подставлять в формулу не 40 градусов, а 40+дельта, которую таки создает элемент.
- Только ты, бабка, сама считай, а то мне некогда!(c) :)
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 7242
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2183
Медальки:

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 13 сен 2017, 17:50

Это уже учтено через мощность.
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение test3210 » 18 сен 2017, 20:30

дело в том что для вентилятора легче сдуть 42 градуса чем 40 . Есть теплоемкость воздуха, есть разница температур входящего и выходящего воздуха, и чем эта разница выше тем большую мощность может сдуть вентилятор. Допустим мы имеем 20 градусов в помещении и 40 и 42 соответственно на радиаторе. Разница 20 и 22 градуса, или 10% , как то так. В формуле считается 40 а дельта в учетом 80 вт будет выше гораздо, так что надо пересчитывать с учетом дельты пельтье а там по даташиту под 60 градусов дельты и температура радиатора тогда под сотню будет
test3210
Опытный
 
Сообщения: 103
Зарегистрирован: 24 дек 2016, 22:16
Репутация: 25
Настоящее имя: Денис

Re: охлаждение лазерного диода

Сообщение UAVpilot » 18 сен 2017, 21:42

test3210 писал(а):дело в том что для вентилятора легче сдуть 42 градуса чем 40 .

Это вам так кажется или можете физикоматематическое обоснование дать?

test3210 писал(а):В формуле считается 40 а дельта в учетом 80 вт будет выше гораздо, так что надо пересчитывать с учетом дельты пельтье а там по даташиту под 60 градусов дельты и температура радиатора тогда под сотню будет

Именно так и будет, если будет использоваться радиатор не с расчётной площадью, а с меньшей. Но какой смысл рассматривать заведомо некорректные варианты?..
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 14223
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3395
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

След.

Вернуться в Лазерные, плазменные и другие раскроечные станки

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: Argon-11, Bing [Bot], Сергей Саныч, Czar, Din, Duhas, evgenkravtsov, frezeryga, Google [Bot], jb_arch, kupidon, Lafayette, Leo_1943, Mamont, mastermob, maxx2000orel, mikehv, nevkon, nik1, NKS, omfg86, Pavel_M, Rom327, sima8520, solo, tsurika, Udjin, Victor.S, Yahoo [Bot], Yandex [bot]

Поделиться

Reputation System ©'