Modelowanie modułów termoelektrycznych w programie SPICE - przegląd

• Autorzy: Posobkiewicz Krzysztof , Górecki Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.02.01

Warianty tytułu

EN

Modelling of Thermoelectric Modules in SPICE – a Review

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch literaturowych modeli modułów termoelektrycznych dedykowanych dla programu SPICE. Przedstawiono topologię oraz równania opisujące te modele. Pokazano także wyniki weryfikacji ich dokładności poprzez porównanie wyników pomiarów i obliczeń wykonanych w programie SPICE. Niezbędne wartości parametrów wyznaczono w oparciu o dane producenta.

EN

In the paper results of research of two published in literature SPICE models of thermoelectric modules have been presented. Topology and equations describing these models, as well as results of experimental verification of their accuracy, based on comparison of results of SPICE calculation and measurements have been discussed. Required models parameters values have been calculated using manufacturer data.

Słowa kluczowe

PL

SPICE; moduł termoelektryczny; modelowanie; TEM; moduł Peltiera-Seebecka; pompa ciepła Peltiera; TEC; generator termoelektryczny; TEG

EN

SPICE; modelling; thermoelectric module; TEM; Peltier-Seebeck module; thermoelectric cooler; TEC; thermoelectric generator; TEG

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 2
• Strony: 1--5
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Posobkiewicz Krzysztof

• Uniwersytet Morski w Gdyni, Wydział Elektryczny, Katedra Elektroniki Morskiej, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia

autor

Górecki Krzysztof

• Uniwersytet Morski w Gdyni, Wydział Elektryczny, Katedra Elektroniki Morskiej, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia

Bibliografia

• [1] Chavez J.A., Ortega J.A., Salazar J., Turo A., Garcia M.J., SPICE model of thermoelectric elements including thermal effects, Proceedings of the 17th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2 (2000), 1019-1023
• [2] Siouane S., Jovanović S., Poure P., Equivalent electrical circuit of thermoelectric generators under constant heat flow, IEEE 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (2016)
• [3] Alaoui C., Peltier Thermoelectric Modules Modelling and Evaluation, International Journal of Engineering, 5 (2011), No 1, 114-121
• [4] Chen M., Rosendahl L.A., Condra T.J., Pedersen J.K., Numerical Modelling of Thermoelectric Generators With Varying Material Properties in a Circuit Simulator, IEEE Transactions on Energy Conversion, 24 (2009), No 1, 112-124
• [5] Cernaianu M.O., Gontean A., High-accuracy thermoelectrical module model for energy-harvesting systems, IET Circuits, Devices & Systems, 7 (2013), No 3, 114-123
• [6] Dousti M.J., Petraglia A., Pedram M., Accurate electrothermal modelling of thermoelectric generators, Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (2015), 1603-1606
• [7] Lineykin S.B., Ben-Yaakov S., PSPICE-Compatible Equivalent Circuit of Thermoelectric Cooler, 36th IEEE Power Electronics Specialists Conference (2005), 608-612
• [8] Lineykin S., Ben-Yaakov S., Modelling and analysis of thermoelectric modules, 20th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 3 (2005), 505-512
• [9] Janke W., Zjawiska termiczne w elementach i układach półprzewodnikowych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 97 NR 2/2021 5
• [10] Laird I., Lu D.D.C., SPICE steady state modelling of thermoelectric generators involving the Thomson effect, 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (2011)
• [11] Mirocha A., Dziurdzia P., Improved electrothermal model of the thermoelectric generator implemented in SPICE, International Conference on Signals and Electronic Systems (2008), 317- 320
• [12] Dziurdzia P., Mirocha A., From constant to temperature dependent parameters based electrothermal models of TEG, 16th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits & Systems (2009), Łódź, 555- 559
• [13] Kubov V.I., Dymytrov Y.Y., Kubova R.M., LTspice-model of thermoelectric Peltier-Seebeck element, 36th IEEE International Conference on Electronics and Nanotechnology (2016), 47-51
• [14] Mitrani D., Salazar J., Turo A., Garcia M.J., Chavez J.A., Lumped and distributed parameter SPICE models of TE devices considering temperature dependent material properties, 13th International Workshop on Thermal Investigation of ICs and Systems (2007), 202-206
• [15] Chimchavee W., Khedari J., Hirunlabh J., An electro-thermal model of thermoelectric modules in heat pump and cooling mode (CHIM model), 20th International Conference on Thermoelectrics (2001), 458-461
• [16] Rodriguez A., Vian J.G., Astrain D., Martinez A., Computational model and test bench for thermoelectric power generation, for thermoelectric parameters dependent on the temperature, 25th International Conference on Thermoelectrics (2006) 300-304
• [17] www.tec-microsystems.com
• [18] Posobkiewicz K., Górecki K., Wybrane komponenty układów chłodzenia przyrządów półprzewodnikowych, Elektronika (2020), nr 6, 11-18
• [19] http://kryothermtec.com
• [20] www.rmtltd.ru
• [21] www.semicon.com.pl
• [22] Królicka A., Hruban A., Mirowska A., Nowoczesne materiały termoelektryczne – przegląd literatury, Materiały Elektroniczne, 40 (2012), nr 4, 19-34
• [23] Yushanov S.P., Gritter L.T., Crompton J.S., Koppenhoefer K.C, Multiphysics Analysis of Thermoelectric Phenomena, COMSOL Conference (2011), Boston
• [24] Korotkov A., Loboda V., Feldhoff A., Groeneveld D., Simulation of thermoelectric generators and its results experimental verification, 2017 International Symposium on Signals, Circuits and Systems (2017)
• [25] https://www.tme.com/us/en-us/details/pm-15x15-9.5/peltiermodules/ stonecold/tec1-01708/#

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).