Signal-to-Noise Ratio Optimization for Planar Multijunction Thermal Converters
Signal-to-Noise Ratio Optimization for Planar Multijunction Thermal Converters
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平面多结热转换器的信噪比优化
DOI：
10.1109/tim.2023.3268483
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发表时间：
2023
影响因子：
5.6
通讯作者：
Kaneko Nobu-Hisa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Amagai Yasutaka;Okawa Kenjiro;Sakamoto Norihiko;Kaneko Nobu-Hisa
研究了一种优化平面多结热转换器(MJTC)信噪比的综合设计准则。当热电偶满足热阻抗匹配条件时，使用分流铜片优化热电偶的长度有助于将灵敏度提高到传统热电偶的两倍以上。信噪比不依赖于热电偶的数目或固定总横截面上的支腿横截面。最后，在热电偶材料的选择中，三个热物性参数--塞贝克系数、电阻率和热导率的不同组合提供相同的优值系数将导致不同的SNR值。为了提高信噪比，增加Seebeck系数是最理想的方法。对于短腿来说，降低导热系数是可取的，而对于长腿来说，增加电阻率是更好的。这些结果为设计最优的平面MJTC提供了有用的指导。
We investigate a comprehensive design guideline for optimizing the signal-to- noise ratio (SNR) of planar multijunction thermal converters (MJTCs). Optimizing the leg-length of the thermocouple using a shunted copper patch facilitates an increase in the sensitivity to more than twice that of a conventional thermocouple when the device fulfills the thermal impedance matching condition. The SNR does not depend on the thermocouple number or the leg cross-section at a fixed total cross-sectional area. Finally, during thermocouple material selection, different combinations of three thermophysical parameters, the Seebeck coefficient, electrical resistivity, and thermal conductivity that provide the same figure of merit would lead to different values of the SNR. For improving the SNR, increasing the Seebeck coefficient is the most desirable approach. The reduction of thermal conductivity is desirable for short leg-lengths, whereas increasing the electrical resistivity is better for long leg-lengths. The findings provide a useful guide to designing optimal planar MJTCs by maximizing the SNR.
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影响因子：
5.6
作者：
F. L. Hermach;D. R. Flach
通讯作者：
D. R. Flach
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DOI：
10.1088/0957-0233/23/12/124005
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
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通讯作者：
T. Hagen
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影响因子：
5.6
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H. Laiz;T. F. Wunsch;J. Kinard;T. Lipe
通讯作者：
T. Lipe
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发表时间：
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通讯作者：
J. Sims
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DOI：
10.1109/cpem.2010.5543958
发表时间：
2010
期刊：
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--
作者：
L. Palafox;R. Behr;T. Funck
通讯作者：
T. Funck