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Das Innere eines beschädigten Peltier-Elements

TechEkspert 
Peltier-Modul TEC1-12708 mit sichtbaren Schäden an den Anschlusskanten.
Ich habe kaum Kontakt zu Peltier-Elements und bin zum ersten Mal auf einen elektrischen Defekt eines solchen Elements gestoßen. Ich sah mechanische Schäden und am häufigsten Schäden an den Steuerungen (Konvertern/Netzteilen), die mit den Peltier-Elementen zusammenarbeiteten. Anfangs dachte ich, dass der Wandler beschädigt sei, aber die Ausgangsspannung stimmte und statt des Betriebsstroms von mehreren Ampere flossen Reste im zweistelligen Milliamperebereich durch das Peltier-Element.

Es stellte sich heraus, dass der Widerstand des Peltier-Elements auf über 600 Ω anstieg.

Digitalmultimeter zeigt den Widerstand eines Peltier-Moduls bei 621 Ω an.


Die Seiten des Peltier-Elements sind mit Silikon abgedichtet.

Nahaufnahme eines beschädigten Peltier-Moduls mit sichtbaren Silikondichtungen und Verschmutzungen.


Unter der Silikonschicht ist die Struktur des Peltier-Elements sichtbar, viele Halbleiterelemente.

Seitenansicht eines Peltier-Moduls mit Halbleitern und Silikondichtung.


Anschlüsse im Inneren des Peltier-Elements sind sichtbar, wenn es einer starken Lichtquelle ausgesetzt wird.

Bild eines Peltier-Moduls mit sichtbaren Markierungen und Silikondichtung unter starkem Licht.



Das Peltier-Element ist beschädigt, also versuchen wir, einen Blick in das Innere zu werfen, indem wir die Anschlüsse destruktiv entlöten.

Peltier-Module mit mechanischen und elektrischen Schäden.


Die Verbindungen der Wärmeübertragungselemente in Reihen sind im unten dargestellten Pfad angeordnet.

Peltier-Modul mit Oberflächenschäden.


An einer Stelle bemerkte ich eine Überhitzung.

Peltier-Modul mit sichtbarem Schaden in Form von Versengung.


Möglicherweise ist dort Kondenswasser eingedrungen oder die Verbindung hat den Kontakt verloren.

Beschädigtes Peltier-Modul mit sichtbaren Halbleiterelementen unter Silikon


Ich dachte, dass solche Kühlelemente ohne bewegliche Teile unzerstörbar seien, bin aber auf elektrische Schäden gestoßen. Ich vermute, dass Wasser eingedrungen ist oder dass es sich um einen Herstellungsfehler handelt. Aber Ich weiß nicht Dies führt neben mechanischen Einwirkungen am häufigsten zu Schäden an solchen Peltier-Elementen.

Haben Sie solche Schäden am Peltier-Elements festgestellt?
Wie hoch ist die übliche Betriebsdauer solcher Peltier-Elemente und was ist die häufigste Ursache für Ausfälle der Peltier-Elemente?

Über den Autor
TechEkspert
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Kommentare

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bambus94 13 Mai 2023 04:08

Ja, ich habe den gleichen Schaden festgestellt. Das Peltier-Element arbeitete 4 Monate lang ununterbrochen bei einer Temperatur im Bereich von +20 bis +40 °C. https://obrazki.elektroda.pl/38129360... [Mehr erfahren]

ArturAVS 13 Mai 2023 06:09

Ich vermute, dass normales, essigsäurehaltiges Silikon verwendet wurde, die Korrosion tat ihren Dienst und es begann zu funken. [Mehr erfahren]

CosteC 13 Mai 2023 08:29

Ich möchte hinzufügen, dass die Zellen oft mit der kalten Seite unter 0 °C arbeiten. Wasser kann gefrieren und Dichtungen platzen lassen. Sobald es ins Innere gelangt, sind Korrosion und Auswirkungen zu... [Mehr erfahren]

WoŹnY 13 Mai 2023 12:07

Was die Überhitzung der Peltier-Elemente durch die Stromversorgung über PWM angeht, würde ich gerne etwas über den Mechanismus lesen. Hauptsächlich werden die Peltier-Elemente mechanisch beschädigt,... [Mehr erfahren]

TechEkspert 13 Mai 2023 12:47

Also Korrosion durch Kondenswasser oder Essig im Silikon oder Gefrieren von Wasser. Was die PWM betrifft, vermute ich, dass DC/DC als Stromquelle aufgrund der Induktivität, die die Energie speichert,... [Mehr erfahren]

RitterX 13 Mai 2023 15:28

Ich habe solche Schäden bei Peltier-Elementen gesehen, die periodisch mit einer zu hohen Spannung und damit einem zu hohen Betriebsstrom versorgt wurden. Die Degradation verläuft ähnlich wie beim Laser-Halbleiterübergang.... [Mehr erfahren]

TechEkspert 13 Mai 2023 16:57

Welches war das größte Peltier-Element (mit der höchsten Leistung), mit dem du gearbeitet hast? Ich habe Peltier-Elemente mit größeren Strömen und Flächen gesehen, aber auch Peltier-Elemente in Form... [Mehr erfahren]

CosteC 13 Mai 2023 19:46

160 W, 16 V, 10 A. 4 Steuereinheiten/PCB Oder Wasserkühlung. Ohne dies ist es schwierig, eine Leistung nahe dem Nennwert aus dem Peltier-Element herauszuholen. Es ist ganz einfach... Die Kühlleistung... [Mehr erfahren]

RitterX 13 Mai 2023 21:54

Wenn es nicht sein muss, verwende ich keine anderen Elemente als die typischen, also 40x40 mm. Es ist definitiv besser, eine Schaltung mit zwei Elementen als mit einem zu erstellen und 80 % der Grenzparameter... [Mehr erfahren]

TechEkspert 14 Mai 2023 11:01

So sahen werkseitige Mehrstufige Peltier-Elemente aus https://thermal.ferrotec.com/products/peltier-thermoelectric-cooler-modules/deep-cooling/ Aufeinanderfolgende Schichten teilen sich eine Keramikplatte.... [Mehr erfahren]

Olkus 14 Mai 2023 14:03

Interessante Sache. Ich habe noch nie eine Peltier-Element von innen gesehen. Der Schaden ist ungewöhnlich. Grüße, A. [Mehr erfahren]

keseszel 19 Mai 2023 09:08

Ich hatte auf eine bessere Entwicklung der visuellen Seite des Themas gehofft und nicht nur auf das Hochladen von Fotos und Beschreibungen. Bearbeiten schadet nicht, dauert aber etwas länger – deshalb... [Mehr erfahren]

TechEkspert 19 Mai 2023 19:14

Im Bereich "Geräte-Innenansicht" kann man einfach und schnell klare Fotos von dem Inneren der Geräte präsentieren, etwas Interessantes zeigen und durch die Lektüre des Abschnitts mehr über den Aufbau... [Mehr erfahren]

bratHanki 21 Mai 2023 10:54

In diesen Peltier-Elementen kommt es nicht nur zu Brüchen, sondern auch zu Kurzschlüssen und Schäden, die in der Entstehung von Bereichen mit geringerer Kühlleistung bestehen. Ein so beschädigtes Element,... [Mehr erfahren]

TechEkspert 21 Mai 2023 12:34

Würde die Wärmebildtechnik bei der Lokalisierung solcher Schäden helfen, oder ist eine höhere Auflösung erforderlich? [Mehr erfahren]

ArturAVS 21 Mai 2023 12:49

@techekspert Jedes FLIR sollte ausreichen, in dem von dir gezeigten Peltier-Element gibt es nur 16x16 Balken, sodass sogar eine 32x32px-Wärmebildkamera damit umgehen kann. [Mehr erfahren]

bratHanki 23 Mai 2023 18:59

Interessanter Artikel, ich empfehle ihn. https://tetech.com/peltier-thermoelectric-cooler-module-calculator/moisture-protection-ruggedizing/ [Mehr erfahren]

RitterX 23 Mai 2023 21:27

Viele Probleme mit Thermoelementen resultieren aus dem intuitiven Design der Mechanik rundum, also z. B. die Wärmetauscher. Das Ergebnis ist das gleiche wie im Hauptthema. Ein häufiger Fehler besteht darin,... [Mehr erfahren]

bratHanki 23 Mai 2023 23:27

https://obrazki.elektroda.pl/4642819500_1684877342_thumb.jpg Ich habe einige Peltiers auf den Prüfstand gestellt. Bei einer Versorgungsspannung von 12 V betrugen die Ströme 2,5 A für 12703 bis etwa... [Mehr erfahren]