Laird Technologies社は、電磁干渉や熱から電子機器を守り、ワイヤレスアプリケーションやアンテナシステムを介して接続を可能にするコンポーネントとソリューションを提供することに焦点を当ているグローバルテクノロジー企業です。北米、欧州およびアジア全域で事業を展開し、約9,000人を雇用して電子機器や技術に焦点を当てている会社です。
レアードテック社は米国ミズーリ州セントルイスに本社があり、サーモエレクトリックにおいて世界のリーダーであるメルコア社やアセンブリ技術に長けているスーパークール社などを買収・統合し、各種サーモエレクトロニック製品を製造しています。
クロニクスは「熱電モジュール）」、「熱電アセンブリ」,「液体冷却システム」および「温度調節器」 を取り扱っています。
1834年のペルチェ効果の発見以来、ソリッドステートヒートポンプが存在していました。
このデバイスは、数十年前に、セラミック基板と組み合わせた高度な半導体熱電対材料の開発により市販されました。
熱電モジュール（TEM）は、ペルチェ効果を利用して熱を放散する熱交換器を必要とするソリッドステートヒートポンプです。動作中、DC電流がTEMに流れてセラミック基板全体に熱伝達と温度差を生じ、TEMの片側が冷たくなり、反対側が熱くなります。標準のシングルステージTEMは、最大70°Cの温度差を実現できます。
標準のTEMの幾何学的な設置面積は、2 x 2 mmから62 x 62 mmまでさまざまです。小型で軽量であるため、熱電装置は、幾何学的なスペースの制約が厳しく、重量要件が低いアプリケーションに最適です。従来のコンプレッサベースのシステムなどの従来の冷却技術は、通常、熱電技術に比べてはるかに大きく重いです。
TEMは、廃熱を使用可能な出力DC電力に変換することにより、発電機としても使用できます。サーモエレクトリックは、周囲温度以下のアクティブ冷却を必要とし、600ワット未満の冷却能力要件を持つアプリケーションに最適です。システム設計基準に正確な温度制御、高信頼性、コンパクトな形状の制約、軽量、環境に優しい要件などの要素が含まれる場合、設計エンジニアはTEMを考慮する必要があります。
TEMには、代替冷却技術に勝るいくつかの利点があります。
Laird Thermal Systemsは、厳格なプロセス制御標準と合格/不合格基準に準拠した熱電モジュール（TEM）を設計および製造し、お客様に可能な限り最高のモジュールを提供します。レアードテック社の広範な標準製品ポートフォリオは、広範囲の冷却能力、温度差、入力電力要件、および設置面積をカバーしています。代替リード長、ラッピング厚さ公差、および防湿シーラントに対応するための標準仕上げオプションが利用可能です。熱交換器へのTEMのはんだ付け可能な取り付け、または光電子パッケージへのはんだ付けのためのリフローオーブンによるTEMの処理に対応するために、標準的な事前スズめっきおよびはんだ構造が用意されています。
Thermal Systemsは、冷却能力、温度差、フォームファクター、または熱サイクル能力によって分類できるいくつかの熱電モジュール製品ファミリを提供しています。これらの属性に関して各製品ファミリが適合する場所に関する一般的なガイドとして、知覚マップを参照してください。
SHシリーズは、環状スタイルの熱電モジュール（TEM）です。 高温側と低温側のセラミックの中心には円形の穴があり、光学、機械的固定、または温度プローブ用の軽い突起に対応しています。 RHシリーズは、円形の環状熱電モジュール（TEM）です。 高温側と低温側のセラミックの中心には円形の穴があり、光学、機械的固定、または温度プローブ用の軽い突起に対応しています。
この製品ラインは、複数の構成と幾何学的形状で利用できます。 SHシリーズは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、高電流および大規模なヒートポンプ用途向けに設計されています。 すべてのSHおよびRHシリーズモジュールでは、ワイヤはより線で、長さ114 mm（4.5インチ）で、PVC絶縁されています。
セラミックプレート（CP）シリーズの熱電モジュール（TEM）は、熱電業界の「標準」と見なされています。 高性能で信頼性の高いTEMのこの幅広い製品ラインは、多数のヒートポンプ能力、幾何学的形状、および入力電力範囲で利用できます。 CPシリーズは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、高電流および大規模なヒートポンプアプリケーション向けに設計されています。 すべてのCPシリーズモジュールでは、ワイヤはより線で、長さ114 mm（4.5インチ）で、PVC絶縁されています。
熱電モジュールのHiTemp ETシリーズは、高電流および高温環境で重要なデバイスおよびアセンブリを保護します。 80〜150°Cの温度で動作するアプリケーションにアクティブ冷却を提供するHiTemp ETシリーズは、コンパクトなフォームファクターで338ワット以上の冷却能力を提供します。 これらのモジュールは温度安定性を提供し、光トランシーバー、LIDAR、DLP、およびCMOSアプリケーションを含む厳しい環境で最高の動作性能を確保します。 HiTemp ETシリーズは、±0.01°Cを達成する正確な温度制御精度を提供します。
PowerCyclingシリーズは、複数の温度設定ポイント間の熱サイクル用に設計された熱電モジュール（TEM）です。 PCシリーズは、医療機器や実験機器など、急速な温度変化が必要なアプリケーションに最適です。 このモジュールは、動作中にTEエレメントに生じるストレスの量を減らすために特別に構築されています。 この製品ラインは、パフォーマンスを低下させることなく1Mサイクル以上に耐えるようにテストされています。 TEMは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックを使用して組み立てられます。
PolarTEC™シリーズは、ポーチスタイルの熱電モジュール（TEM）です。 ホットサイドセラミックには、複数のTEMをアレイに配線するための強力なリード線接続を可能にする拡張されたエッジがあります。 この製品ラインは、4、6、8アンペア構成で利用でき、大量生産に最適です。 PolarTEC™シリーズは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、高電流および大規模なヒートポンプアプリケーション向けに設計されています。 すべてのPolarTEC™シリーズモジュールについて、ワイヤはより線で、長さ152 mm（6.0インチ）で、PVC絶縁されています。
OptoTEC™シリーズは、小型の熱電モジュール（TEM）です。 この製品シリーズは、主に通信およびフォトニクス業界の敏感な光学部品の温度を安定させるためのアプリケーションで使用されます。
OptoTEC™製品ラインは、複数の構成と表面仕上げオプションで利用できます。 OptoTEC™シリーズは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、低電流および低ヒートポンプアプリケーション向けに設計されています。 メタライゼーション、めっき、セラミックパターン、はんだポストに対応するカスタム設計が利用可能ですが、MOQが適用されます。 内部はんだ構造は、部品説明の接頭辞で示されています：138°C（OT）、232°C（ET）および271°C（HOT）。 すべてのOptoTEC™シリーズモジュールのワイヤは、57 mm（2.25インチ）の長さの絶縁されていない単線です。
UltraTECTMシリーズは、高熱流束密度の熱電モジュール（TEM）です。 このモジュールは、標準のシングルステージTEMよりも高いヒートポンプ能力を実現するために、多数の半導体カップルで組み立てられています。 この製品ラインは複数の構成で利用でき、限られた表面積でより高い冷却能力を必要とするアプリケーションに最適です。 UltraTECTMシリーズは、テルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、大電流および大ヒートポンプの用途向けに設計されています。 すべてのUltraTECTMシリーズモジュールでは、ワイヤはより線で、長さ152 mm（6.0インチ）または200 mm（8.0インチ）で、PVC絶縁されています。
ZTシリーズは、高性能の熱電モジュール（TEM）です。 このモジュールは、標準のシングルステージTEMよりも高い温度差を実現するプレミアムビスマステルライド半導体材料で組み立てられています。 この製品ラインは複数の構成で利用でき、低温が要求されるアプリケーションに最適です。 ZTシリーズは、最高級のテルル化ビスマス半導体材料と熱伝導性酸化アルミニウムセラミックで組み立てられており、高電流および大規模なヒートポンプ用途向けに設計されています。 すべてのZTシリーズモジュールについて、ワイヤはより線、200 mm（8.0インチ）、PVC絶縁されています。
熱電モジュール（TEM）のマルチステージ（MS）シリーズは、シングルステージTEMよりも低い温度に到達できます。 最大131°Cの最高温度差（ΔT）を提供します。 この製品ラインには、さまざまな温度差、ヒートポンプ能力、幾何学的形状があります。 MSシリーズは、高電流および低ヒートポンプアプリケーション向けに設計されています。 室温環境で動作するアプリケーションに最適です。 リクエストに応じてカスタムデザインを利用できますが、MOQが適用されます。
熱電アセンブリ（TEA）は、アクティブオプティクスのレーザーダイオードパッケージ、医療および産業計装のレーザー、電子エンクロージャー、医療診断および分析機器のサンプル保管室など、さまざまなアプリケーションの温度を制御するコンパクトなユニットです。 さまざまな自動車および通信アプリケーションのバッテリー。 TEAの冷却能力の範囲は約10〜400ワットで、対流、伝導、または液体の手段を通じて制御源から熱を除去することで冷却できます。
EAには、他の冷却技術に比べていくつかの利点があります。 たとえば、従来のファントレイは周囲温度以下に冷却されず、外部環境との空気交換が必要です。 一方、TEAは周囲温度よりも十分に低く冷却され、筐体内の電子機器を外部の汚染物質から保護し、外部環境からの湿気への露出も制限します。 また、TEAは、定常状態で0.01℃以内の正確な温度制御を提供します。
従来のコンプレッサーベースのシステムに対する利点：エンジニアは、製品設計プロセスの早い段階で熱管理を検討する必要があります。 ファンやヒートシンクの追加などの単純な熱管理ソリューションは、通常、必要なパフォーマンスと信頼性の仕様を満たすことができません。
標準的なTEAにより、設計者はファンとTEMを熱交換器に結合する基本的なビルディングブロックのセットから始めることができます。 レアードテック社は、さまざまな熱負荷での冷却力と効率を最適化するために、さまざまな熱部品の組み合わせに対して20年に及ぶ設計および検証テストを実施しました。 これにより、エンジニアは、レアードテック社によってすでに完成されたTEAの再設計と検証テストで時間を節約できます。
以下は、カスタムソリューションに対して標準TEAで熱設計を開始することの固有の利点の概要です。
レアードテック社は、業界で最も幅広いTEAの選択肢を提供しています。 製品は、厳格なプロセス制御基準と合否基準に合わせて設計および製造されています。 レアードテック社の標準製品ポートフォリオには、コンパクトなフォームファクターと高いパフォーマンス係数で幅広い冷却能力をカバーする広範な熱管理ソリューションが含まれています。
標準動作電圧は12および24 VDCで、一部のモデルでは48 VDCが利用可能です。 標準製品には、対流、伝導、または液体熱交換器による熱の吸収と放散を目的とした熱伝達メカニズムが含まれています。 すべての製品はISO 9001：2008認定施設で製造されており、医療、分析、産業、通信市場における多くの熱管理アプリケーションの冷却ニーズを満たすように設計されています。
特定の冷却能力範囲、温度差範囲、または狭いスペースの制約のために設計された7つの異なるTEA製品ファミリがあります。
熱電アセンブリのSuperCoolシリーズは、医療診断で使用される小さなチャンバーや分析機器のサンプル保管コンパートメントの正確な温度制御用に設計されています。 SuperCool TEAは、独自のホットサイドエアヒートシンク設計を特長としており、競合する熱交換器技術よりも迅速かつ効率的に熱を放散します。 これらのユニットは24 VDCで動作し、屋内のラボ使用環境向けに設計されています。 リクエストに応じて利用可能なカスタム構成。
PowerCoolシリーズは、20ワットから283ワットまでの幅広い冷却能力を提供します。 TEAは衝突流を使用して、高温側の熱を放散します。コールドサイド熱伝達メカニズムは、対流（ヒートシンクとファン）、伝導（コールドプレート）、または液体（熱交換器）の手段を使用して熱を吸収できます。この製品シリーズは、12または24 VDC構成で提供されます。 100 W以上のシステムでは、48 VDCが利用可能です。 PowerCoolシリーズは、医療、分析、および産業市場での屋内使用向けに設計されています。
空対空システム（AA）およびアセンブリは、対流によって物体を冷却することにより、信頼性の高いコンパクトなパフォーマンスを提供します。熱は、ファンとダクト付きシュラウドを備えた熱交換器によって吸収および放散されます。仕様は、周囲温度32°Cおよび公差±10％の公称電圧に適用されます。
液体から空気へのシステム（LA）およびアセンブリは、熱交換器を流れる液体を冷却または加熱します。液体熱交換器は、再循環システム用に設計されています。熱を吸収し、TEMを介してポンプで送り、空気熱交換器を介して外部環境に放散します。仕様は、周囲温度32°Cおよび公差±10％の公称電圧に適用されます。
Tunnelシリーズは、特許取得済みの高性能クロスフローテクノロジーを使用して設計されており、空気を熱交換器に通す際の熱伝達を最大化します。 これにより、従来のインピンジメントフローTEAと比較して、必要なエアフローパスの数が削減されます。 この製品シリーズは、12または24ボルト構成で提供され、対流または伝導手段のいずれかによって冷却できます。
Outdoor Coolerシリーズは、電子キャビネットの温度を制御する屋外使用向けに設計されています。 この製品シリーズは、耐震性、塩霧、風雨、高温暴露、ほこりなどの厳しい環境要求に応えるように設計されています。 冷却能力の範囲は100〜250ワットです。 Outdoor Coolerシリーズは24および48 VDC構成で提供され、通信および産業用アプリケーションでの使用に最適です。 標準オプションとして、製品は、特定の温度設定ポイントまで加熱および冷却するための双極サーモスタット制御付きで販売されています。
Cascadeシリーズは、多くのラボ機器の典型的な要件である、より低い温度にすばやく到達するように特別に設計されています。 TEAは、カスタム設計された多段カスケードであり、高い温度差（ΔT）で高い冷却能力（Qc）を実現します。 コールドサイドメカニズムは、対流（シンクとファン）または伝導（コールドプレート）手段を使用して熱を伝達できます。 この製品シリーズは、12または24ボルト構成で提供されます。
DLシリーズの直液アセンブリは、コールドプレートに直接取り付けられたオブジェクトを冷却または加熱します。 熱は、高温側の液体熱交換器に放散されます。 液体回路は通常、ポンプを必要とする再循環タイプです。 追加の液体熱交換器は、周囲環境に熱を放散します。 仕様は、32°Cの暖かい側の液体温度と公差±10％の公称電圧に適用されます。
MRC冷却装置は自己完結型の再循環冷却装置で、液体回路内の冷却液の温度を制御することにより、信頼性の高いコンパクトなパフォーマンスを提供します。 クーラントは、平均故障間隔（MTBF）の長いポンプを使用して再循環されます。 クーラントからの熱は熱交換器に吸収され、ブランド名のファンを備えた高密度のヒートシンクを介して放散されます。 TEMは、長寿命の操作を実現するためにカスタム設計されています。 ユニットは、使いやすいデジタル温度コントローラーで調整されており、見た目の美しいシートメタルケースに収められています。
今日の複雑な動作環境では、密集した電子環境で大量の熱を放散するために液体冷却システムが必要です。 システムのメンテナンスと修理のダウンタイムを最小限に抑えるには、最大の動作寿命が必要です。 次世代システムはより正確な温度制御を必要とするため、温度の安定化は特に重要になっています。 液体冷却システム（LCS）は、冷却剤を事前定義された温度設定値に再循環させる内蔵型ユニットです。 液体冷却ソリューションには2つのタイプがあります。
独自の属性要件を満たすために、温度制御、可変流量制御、バイパス制御、クーラントろ過、および電子機器を追加する追加機能を簡単に含めることができます。
Laird Thermal SystemsのLCSは、医療診断および治療、産業用計装および半導体製造アプリケーションなど広範囲に使われています。
Laird Thermal Systemsは最適な液体冷却ソリューションの設計に注力していますが、顧客はより良い最終機器の設計に注力できます。すべての製品は、ISO 9001およびISO 14001認定施設で製造されており、医療、産業、および半導体業界の多くで見られる厳格なプロセス制御要件のニーズを満たすように構築されています。すべての部品は、信頼性の高いコンポーネントを提供した実績のある戦略的サプライヤーから調達され、カスタマイズの強力な設計サポートを提供します。 Laird Thermal Systemsは、20年以上フィールドにあったユニットの修理または交換のためのアフターサービスサポートも提供しています。
液体冷却システムは、冷却剤を使用して熱を伝達するという点で、熱管理市場に固有のものです。 LCSには、次のような従来の空冷システムに勝るいくつかの利点があります。
多くの場合、最適な液体冷却ソリューションはカスタム構成です。
Laird Thermal Systemsは、さまざまなハイエンド市場向けのカスタム液体冷却システムの設計、製造、および保守で35年以上の経験を持っています。
経験豊富なエンジニアリングチームが、水、水グリコール、変圧器オイル、またはさまざまな腐食防止剤と互換性のある冷却システムを設計しています。
LCSは非常に複雑な場合もあり、低圧および高圧条件に対応するために、複数の液体回路の温度制御または複数の圧力降下設定が必要になります。
Laird Thermal Systemsは両方のシステムの設計経験があり、次のような多くの固有の属性をLCSに統合できます。
Laird Thermal Systemsは、3種類の液体熱交換器システムを提供しています。 標準の冷却能力は500W〜5000Wの範囲です。 ただし、カスタムソリューションは、最大40 KWの熱を除去するように設計されています。 標準的な熱伝達構成は、液体から空気または液体から液体のシステムです。 すべてのシステムは、水、グリコールを含む水（不凍液）、または冷却剤としての油を使用して動作するように設計されています。
水冷システムは、水または水グリコール（不凍液）混合物を循環させ、冷却液の温度を周囲温度または周囲温度付近に保つように設計されています。 WLシリーズは、液体回路から大量の熱を除去することにより、信頼性の高いコンパクトな性能を提供する、液体から空気への再循環熱交換器です。 クーラントは、最大流量を確保するために高圧ポンプを使用して再循環されます。 クーラントからの熱は、放射熱交換器によって吸収され、ブランド名のファンを使用して周囲環境に放散されます。
液対液システムでは、施設の水をホットサイドの熱放散メカニズムとして使用し、フォームファクターを維持しながら冷却能力を向上させます。 WWシリーズシステムは水をクーラントとして使用するように設計されていますが、OWシリーズシステムはオイルをクーラントとして使用します。
WLKシリーズは、液体回路内の水またはグリコール（不凍液）の温度を制御することにより、信頼性の高いコンパクトなパフォーマンスを提供するコンプレッサーベースの再循環チラーです。 クーラントは、高MTBFのポンプを使用して再循環されます。 クーラントからの熱は、耐久性のあるコンプレッサベースのシステムによって吸収され、周囲環境に放散されます。 ユニットは、押しボタンインターフェイスを備えた使いやすいデジタル温度コントローラーで調整されます。 ユニットは耐久性のあるシートメタルケースに収納されています。 標準の冷却能力は最大3 KWまで可能です。 ただし、カスタムソリューションは、最大200 KWの熱を除去するように設計されています。
Laird Thermal Systems温度コントローラーLairdの温度コントローラーは、閉ループシステムで熱電アセンブリ（TEA）を制御するように特別に設計されています。温度センサーからのフィードバックは、エンクロージャーの温度を制御するために電源の出力を変化させるために使用されます。 Lairdは、単一方向サーモスタット、双方向サーモスタット、および比例積分微分（PID）（プログラム可能）の3種類のコントローラーを提供しています。
シングルディレクショナルサーモスタットコントローラーは、比較的一定の周囲温度に囲まれたエンクロージャー内で一定の温度設定ポイントを維持できます。設定点の公差は、ヒステリシス範囲によって定義されます。設定値に達すると、コントローラーはTEAを停止します。制御温度がヒステリシス範囲外に変わると、コントローラーはTEAの電源をオンにし、冷却モードプロセスを再開します。このサイクルは、コントローラーがシャットダウンされるまで続きます。サーモスタット制御は、温度制御が狭い室内環境で、狭い温度スイングに耐えることができる冷蔵モードでよく使用されます。 Laird Thermal Systemsは、QC-50とQE-50の2つの標準的な単一方向サーモスタット温度コントローラーを提供しています。
双方向サーモスタットコントローラーは、出力が加熱モードと冷却モードの両方で動作できることを除いて、単一方向コントローラーと同じ方法で動作します。双方向出力を備えたコントローラーは、はるかに大きな温度変動のある周囲環境に囲まれたエンクロージャー内で一定の温度を維持するために使用されます。これは一般的に屋外環境で発生します。レアードは、正確な温度制御を必要とする熱電アセンブリの冷却と加熱のための統合温度制御を備えたマイクロコントローラーベースのデバイスを提供しています。 TC-XX-SR-54には、3つのプログラム可能なファン出力、アラーム出力リレー、およびアラーム状態LEDがあります。パラメーターは、お客様の仕様に従って、Laird Thermal Systemsによってプログラムされます。
比例コントローラは、比例制御を使用して、制御温度が変動することなく一定の温度を維持します。これは、PIDアルゴリズムを使用して出力値を決定し、パルス幅変調（PWM）出力を使用して物理制御を処理することで実現されます。比例コントローラは、周囲温度の変化に関係なく、温度を一定に（変化なしに）維持する必要がある加熱および冷却システムでよく使用されます。 Laird Thermal Systemsは、2つの標準プログラマブルコントローラを提供しています。 PR-59はシステムレベルでマウント可能で、PCに接続するためのソフトウェアが付属しています。 TEAの実行中に設定を調整できるため、製品開発に役立ちます。
