JP3551949B2

JP3551949B2 - Electronic cooling device with uniform temperature distribution

Info

Publication number: JP3551949B2
Application number: JP2001281159A
Authority: JP
Inventors: 明生浮田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP2002305275A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ等の光デバイス、ＬＳＩを混載した部品の温度分布を均一に温度コントロールする温度分布均一化電子冷却技術に係り、特に半導体レーザと、高消費電力ＬＳＩが隣接した部品の、面内温度分布を均一化する温度分布均一化電子冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、精密な温度コントロールの必要な半導体レーザなどの温度コントロールにおいて、ペルチェ素子を用いた電子冷却がしばしば行われている。このような従来技術としては、例えば、特開平６−８９９５５号公報に記載のものがある（第１従来技術）。しかしながら、上記第１従来技術では、温度コントロールを行う対象物が大面積の場合には、１つのペルチェモジュールでは、十分な温度制御有効範囲を得ることが難しいという問題点があった。
【０００３】
このように、温度コントロールを行う対象物が大面積の場合には、１つのペルチェモジュールでは十分な温度制御有効範囲が得られないので、複数のペルチェモジュールを使用する場合がある。このような従来技術としては、例えば、特開２０００−１８００７１号公報に記載のものがある（第２従来技術）。
【０００４】
図２、図３は、第２従来技術にかかるペルチェモジュールの一例である。上記第２従来技術には、複数のペルチェモジュールを利用する熱処理装置が開示されている。ここで、ペルチェモジュールとは、図２に示すように、複数のペルチェ素子エレメント１３をユニット化したものとして言及している。すなわち、ｐ型、ｎ型のペルチェ素子エレメント１３が交互に配列され、各端子が電極１１を介して電気的に直列に接続されている。図では簡略化のため、ペルチェ素子エレメント１３は１列に配置されているが、実際は２次元的にマトリクス状に配列されており、ペルチェ素子エレメント１３の個数の多いものもある。機械的な強度を確保するため、上下をセラミック板１２ａ，１２ｂで挟んだものが市販されている。また、図３に示すように、上下をセラミック板１２ａ，１２ｂで挟む代わりに、中間に中間板１４（樹脂板）を設けたものも市販されている。これらのペルチェモジュールは、一般的には、モジュール毎に、それぞれ直流電流を導入して駆動されるが、特に複数のペルチェモジュールを使用する上記第２従来技術では、ペルチェモジュール個々のばらつきや、取り付け状態の違いを補正するため補正回路を介して電源回路に並列に接続することが開示されている。
【０００５】
一方、大面積の温度均一化という目的とは異なるが、ペルチェ素子に補正回路を付加して、電流制御部の台数を削減する従来技術としては、例えば、特開平１１−３２６０６３号公報に記載のものがある（第３従来技術）。
【０００６】
上記第３従来技術では、ペルチェモジュールを多段に積み重ねて温度制御する際に、上下の段のペルチェモジュールの特性の違いを補償するため、容量が小さい側のペルチェモジュールに補正回路として、バイパス回路を設け、大電流が流れるのを回避し、全体の特性を確保している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第２従来技術では、ペルチェモジュールが並列接続されているので、全てのペルチェモジュールに電流を供給するのに大電流を供給する電源が必要となるという問題点、および各ペルチェモジュールに直列に接続された補正回路で電力損失が大きいという問題点があった。
【０００８】
上記第３従来技術では、直列接続したペルチェモジュールに個々にバイパス回路を設けて、電流量を調整しているが、それぞれのペルチェ素子エレメント１３に流れる電流が最適動作点一定になるように制御するので、温度コントロールするという立場では、熱源の発熱状況や、外部からの伝熱変化に対して、適切にペルチェモジュールに流れる電流を変化させる動作が難しいという問題点があった。
【０００９】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発熱状況が異なる熱源（例えば、半導体レーザ、ＬＳＩ混載部品）の温度分布を面内でできるだけ均一化できる温度分布均一化電子冷却装置を提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に記載の発明の要旨は、半導体レーザ、ＬＳＩを混載した部品の温度分布を均一に温度コントロールする温度分布均一化電子冷却装置であって、複数のペルチェ素子を直列に接続して構成したペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子の全ての電極にそれぞれ独立に接続された電線と、当該電線のうちから選択した、いくつかに接続されたバイパス回路と、前記半導体レーザ、前記ＬＳＩを混載した部品の温度を計測する温度センサと、前記温度センサの出力に基づいて、前記ペルチェモジュールに電流を供給する電流制御部により構成され、前記バイパス回路が並列接続された部分の前記ペルチェ素子の電流が、接続されていない部分の前記ペルチェ素子に流れる電流より少なくなることによって、前記ペルチェモジュール内の前記ペルチェ素子毎に、吸熱能力に違いを持たせ、前記半導体レーザ、前記ＬＳＩを混載した部品内の発熱量の分布を補償し、面内温度分布を均一化することを特徴とする温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項２に記載の発明の要旨は、前記ペルチェ素子の電極からの電線をあらかじめ必要な部位にのみ設置したことを特徴とする請求項１に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項３に記載の発明の要旨は、前記バイパス回路が定電流特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項４に記載の発明の要旨は、前記バイパス回路は、当該バイパス回路に並列接続される前記ペルチェ素子の両端にかかる電圧変化に対して、バイパス電流が急激に変化する特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項５に記載の発明の要旨は、前記バイパス回路は、当該バイパス回路の接続される前記ペルチェ素子の両端に発生する電圧のみから、バイパス電流が決定されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項６に記載の発明の要旨は、前記バイパス回路に並列接続された前記ペルチェ素子の部分が前記ペルチェモジュール内に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
また、この発明の請求項７に記載の発明の要旨は、温度分布均一化を必要とする大面積の温度制御対象に対し複数の前記ペルチェモジュールを面内で配置する場合に、前記バイパス回路が前記ペルチェモジュール単位で設置されていることを特徴とする請求項５に記載の温度分布均一化電子冷却装置に存する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数のペルチェ素子を直列に接続して構成したペルチェモジュールと、ペルチェ素子の全ての電極にそれぞれ独立に接続された電線と、当該電線のうちから選択した、いくつかに接続されたバイパス回路と、半導体レーザ、ＬＳＩを混載した部品の温度を計測する温度センサと、温度センサの出力に基づいて、ペルチェモジュールに電流を供給する電流制御部により構成され、バイパス回路が並列接続された部分のペルチェ素子の電流が、接続されていない部分のペルチェ素子に流れる電流より少なくなることによって、ペルチェモジュール内のペルチェ素子毎に、吸熱能力に違いを持たせ、半導体レーザ、ＬＳＩを混載した部品内の発熱量の分布を補償し、面内温度分布を均一化することを特徴としている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る温度分布均一化電子冷却装置の構成図である。図１において、１は電流制御部、２ａ，２ｂはバイパス回路、３は温度センサ、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは電線、５は放熱部、６は板、７はＬＳＩ、８は半導体レーザ、９は基板、１０はペルチェモジュール、１１は電極、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆはペルチェ素子エレメントを示している。
【００１３】
本実施の形態のペルチェモジュール１０は、図２または、図３で示されたものに該当する。図１では、図３の中間板１４で保持するタイプを採用した例を示している。
【００１４】
図１を参照すると、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｅ，１３ｆの下面の電極にはそれぞれ、電線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが引き出されており、バイパス回路２ａ，２ｂが接続される。電線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをペルチェモジュール１０に後付けするという工事の作業性からは、図３の中間板１４を持つタイプのペルチェモジュール１０が好適である。
【００１５】
温度センサ３はペルチェモジュール１０の上に取り付けられた板６に埋め込まれており、板６の上に設置される光デバイス（例えば、半導体レーザ８）の温度を計測する。
【００１６】
上記光デバイスは基板９の上に、半導体レーザ８やＬＳＩ７などの部品を実装したものである。
【００１７】
板６は、例えば、ごく薄い絶縁性の樹脂で構成され、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆと、上記光デバイスの下面の間の熱抵抗が可能な限り少なくなるように設置されている。
【００１８】
放熱部５は、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆによって、上記光デバイス側から吸熱された熱を、外部に発散する部分で、例えば、ファン（不図示）で強制空冷された金属製の放熱フィン（不図示）を備えている。
【００１９】
温度センサ３で測定した温度は、電流制御部１に入力される。電流制御部１は、温度があらかじめ設定された目標値になるように、ペルチェモジュール１０に供給する電流を調整する。電流制御部１は、例えば市販のＰＩＤ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｎｄＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）コントローラ（不図示）と電流アンプ（不図示）を備えている。
【００２０】
電流制御部１から出力された全体電流Ｉａは、直列に接続されたペルチェエレメント（ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ）を流れるが、その際、電流（全体電流Ｉａ）の一部は、バイパス回路２ａ，２ｂに流れる。従って、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｅ，１３ｆは電流が少なくなるため、上記光デバイスの上において、吸熱能力に差がつけられる。すなわち、上記光デバイスの構成部品の中でも特に発熱の大きいＬＳＩ７に隣接した、ペルチェ素子エレメント１３ｃ，１３ｄには、他のエレメント（ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｅ，１３ｆ）に比べて大きい電流を流し、吸熱量を大きくすることによって、全体の熱分布のバランスをとる。
【００２１】
次に、バイパス回路２ａ，２ｂの構成について説明する。図４は、本発明の一実施の形態に係るバイパス回路２ａ，２ｂの回路図、図５は、図４のバイパス回路２ａ，２ｂの特性の一例を示すグラフである。図４において、３１，３２，３７はトリマ抵抗、３３，３４は固定抵抗、３５はトランジスタ、３６はパワーＭＯＳＦＥＴを示している。
【００２２】
図４に示すように、パワーＭＯＳＦＥＴ３６のドレインには、電線４ｂ（又は電線４ｃ）が接続され、ソースにはトリマ抵抗３７の一方の端子が接続される。また、トリマ抵抗３７の他方の端子には、電線４ａ（又は電線４ｄ）が接続される。また、パワーＭＯＳＦＥＴ３６のゲートには、トランジスタ３５のコレクタが接続される。また、トリマ抵抗３１の一方の端子とトリマ抵抗３２の一方の端子の接続点がパワーＭＯＳＦＥＴ３６のドレインに接続され、トリマ抵抗３１の他方の端子がパワーＭＯＳＦＥＴ３６のゲート及びトランジスタ３５のコレクタに接続される。また、固定抵抗３３の一方の端子と固定抵抗３４の一方の端子の接続点がトリマ抵抗３７の他方の端子に接続され、固定抵抗３３の他方の端子がトランジスタ３５のエミッタに接続される。また、固定抵抗３２の他方の端子と固定抵抗３４の他方の端子の接続点がトランジスタ３５のベースに接続される。
【００２３】
図４を参照すると、バイパス回路２ａ，２ｂでは、トリマ抵抗３１，３２，３７（可変抵抗器）を調整することによって、図５に示すような特性を示すように調整する。すなわち、トリマ抵抗３２と固定抵抗３４の比率によって、概略の動作点Ｉ１を決定し、しかる後に、トリマ抵抗３１を調整して特性の傾きを調整する。これによって、曲線２０ａ，２０ｂ，２０ｃいずれかの特性になるようにする。その後に、トリマ抵抗３１とトリマ抵抗３２とトリマ抵抗３７の調整を繰り返して所望の特性となるようにする。なお、トリマ抵抗３７は、パワーＭＯＳＦＥＴ３６に対して自己バイアスを設定し、過電流が流れるのを防止する。
【００２４】
なお、動作点Ｖ１，Ｉ１とは、上記光デバイスを実際に使用する場面で、定常的な動作状態を示す。トリマ抵抗３２と固定抵抗３４の値は、トランジスタ３５や、パワーＭＯＳＦＥＴ３６の動作特性を十分考慮に入れて、バイパス回路２ａ，２ｂとして調整しきれるように決定される。
【００２５】
次に、バイパス回路２ａ，２ｂがバイパス電流を制御する動作について説明する。図５の曲線２０ａのような特性にした場合は、バイパスするペルチェエレメント（ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ）端子間にかかる電圧が増加するとバイパス電流も増加する。ペルチェエレメント（ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ）の端子間の電圧が増加する理由は、（１）流れる電流の増加、（２）ペルチェエレメントの端子間の温度差の増加がある。
【００２６】
上記理由（１）の場合に対しては、バイパス電流が増加するので、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに流れる電流の増加を軽減することになる。一方、全体の電流が増加する理由は、温度センサ３の検出温度の変動である。これは、ＬＳＩ７の発熱が変動したことに対応するが、それに対して、ＬＳＩ７以外の発熱の少ない部位に対して、吸熱量をあまり変化させたくない場合に、曲線２０ａの特性が有効である。また、上記理由（２）の場合は、バイパス電流が増えるので、もともとペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに流れていた電流が減少する。すると、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの吸熱量が減少するので、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ端子間の温度差を小さくする方向に働く。すなわち、外的要因で発生したペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ端子間の温度変動を抑える働きをする。曲線２０ａの特性に調整するのは、ＬＳＩ７などの大発熱源の変動が大きく、他の部品の発熱の変動が少ない場合である。
【００２７】
上述した、ＬＳＩ７などの大発熱の変動を抑えるために、全体電流Ｉａが大きく変動する場合には、曲線２０ａの傾きでは十分電流を制御しきれない場合がある。この場合には、例えば、図６に示す回路を使用して図７に示すような特性を用いる。図６において、４１はフォトカプラ、４２，４３，４７はトリマ抵抗、４４，４８は固定抵抗、４６はパワーＭＯＳＦＥＴを示している。
【００２８】
図６に示すように、パワーＭＯＳＦＥＴ４６のドレインには、電線４ｂ（又は電線４ｃ）が接続され、ソースにはトリマ抵抗４７の一方の端子が接続される。また、トリマ抵抗４７の他方の端子には電線４ａ（又は電線４ｄ）が接続される。また、パワーＭＯＳＦＥＴ４６のゲートには、フォトカプラ４１のエミッタが接続される。また、トリマ抵抗４２の一方の端子は、パワーＭＯＳＦＥＴ４６のドレイン、及びフォトカプラ４１のコレクタに接続される。また、固定抵抗４８の一方の端子がパワーＭＯＳＦＥＴ４６のゲート、及びフォトカプラ４１のエミッタに接続され、固定抵抗４８の他方の端子とトリマ抵抗４３の一方の端子の接続点がフォトカプラ４１のカソードに接続される。そして、トリマ抵抗４２と固定抵抗４４の接続点がフォトカプラ４１のアノードに接続され、トリマ抵抗４３の他方の端子と固定抵抗４４の他方の端子の接続点がトリマ抵抗４７の他方の端子に接続される。
【００２９】
この場合には、定常動作状態の動作点Ｖ２，Ｉ２を中心として電圧が変動すると著しく電流が変化するような傾きを持たせる。図６において、両端間の電圧が動作点Ｖ２に近くなるまで高くなると、フォトカプラ４１がＯＮするので、パワーＭＯＳＦＥＴ４６のゲート電圧が急に立ちあがる。従って、図７に示すように、動作点付近の電圧変化に対して、急激に電流が変化するような特性を得ることができる。なお、フォトカプラ４１はできるだけヒステリシスの少ないものを用いる。
【００３０】
一方、図５の曲線２０ｂのような特性にした場合は、バイパスするペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ端子間にかかる電圧に関わらず、バイパス電流は一定になる。この場合は、上記光デバイス全体が、温度環境によって、一律に温度変動する場合に有効である。すなわち、温度センサ３の温度計測値は、上記光デバイス全体の温度を代表しているので、温度の上下に従って、全体のペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに流す電流を増減する。この場合のバイアス電流は、上記光デバイス各素子の定常的な発熱量の差分に対応する。
【００３１】
なお、図４に示すバイパス回路２ａ，２ｂでは、動作点Ｖ１の実際の電圧は、トランジスタ３５の飽和領域にあることが望ましいので数Ｖ（ボルト）以上でなければならない。一般的に市販されているペルチェ素子のエレメントは、典型的には、１〜３Ａ（アンペア）程度の電流を流す実動作状態で、単体で０．１Ｖ以下の低い電圧しか発生しない。従って、図１では簡略化しているが、実際にはバイパスするエレメント数は、数十個以上となる。このことは、図６のバイパス回路の動作点Ｖ２（図７）においても同様である。
【００３２】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３３】
本実施の形態は、図１の温度センサ３の位置がＬＳＩ７の直近ではなく、半導体レーザ８の直近に配置する点に特徴を有している。図１においては、温度センサ３が板６の中で、半導体レーザ８の真下に来るようにする。この場合は、バイパス回路２ｂの特性としては、バイパス電流を一定すなわち曲線２０ｂの特性にする必要がある。曲線２０ａや曲線２０ｃの特性にすると、温度センサ３による全体電流Ｉａのフィードバック制御が不安定になる場合がある。本実施の形態の構成では、半導体レーザ８の温度制御を第１に重視しつつ、ＬＳＩ７の大発熱を有効に放熱したい場合に適している。一方、バイパス回路２ａに関しては、曲線２０ａ、又は、図６の回路を用いて図７の特性に調整しても差し支えはない。
【００３４】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図８は、第３の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３５】
本実施の形態は、図１のバイパスするペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆが、ペルチェモジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃに置き換わった点に特徴を有している。すなわち、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂを１つのペルチェモジュール１０ａとし、ペルチェ素子エレメント１３ｃ，１３ｄを１つのペルチェモジュール１０ｂとし、ペルチェ素子エレメント１３ｅ，１３ｆを１つのペルチェモジュール１０ｃとしている。この構成の場合は、より大面積の温度の均一化を実現する際に有用であり、例えば、複数個の上記光デバイスを、多数並べて一括して温度コントロールする場合に適する。バイパス回路２ａ，２ｂの働きの主目的は、個々のペルチェモジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃの特性のばらつきや、外界からの熱伝導の不均一を補償することとなる。
【００３６】
最後に、上記特開平１１−３２６０６３号公報に記載の第３従来技術に関し、本発明の目的に合致するように、ペルチェモジュールを段積みから面内に配置したとして本発明との違いについて述べる。
【００３７】
上記第３従来技術では、多段ペルチェモジュールで、上段のペルチェモジュールほど電流が少ないという前提に従っている。よってバイパス回路の端子の一方はペルチェモジュール、他方は電源の接地電位ＧＮＤ間に接続されている。このような接続では、バイパス回路の構成に制限が発生することになる。
【００３８】
一方、バイパス回路２ａ，２ｂをペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの両端に接続する本発明のほうが、上記第３従来技術と比較して、構成の自由度が高い。
【００３９】
また仮に、上記第３従来技術に開示されているバイパス回路を、ペルチェ素子の両端に接続したとすると、バイパス回路に必要なリファレンス電圧を複数用意する必要が発生し、それは例えば、１つの電源から発生する一定電圧を可変抵抗で分圧するといった単純な構成で実現できるものではない。
【００４０】
このため、本発明の、ペルチェ素子エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの両端電圧から、バイパス回路２ａ，２ｂの特性を決定するほうが、全体の装置構成を簡略化できる。すなわち、本発明では、面内分布を均一化するという目的において、上記第３従来技術に比べて明らかな利点がある。
【００４１】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、光デバイスの構成部品の発熱の分布に従って、対応するペルチェ素子エレメントの吸熱量にオフセットを設定できるので、光デバイスの内部の温度分布の均一化が図れ、かつそれを実現するのに、個別の電流制御部を設置する必要がないといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る温度分布均一化電子冷却装置の構成図である。
【図２】第２従来技術に係るペルチェモジュールの一例である。
【図３】第２従来技術に係るペルチェモジュールの一例である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るバイパス回路の回路図である。
【図５】図４のバイパス回路の特性の一例を示すグラフである。
【図６】図１に含まれるバイパス回路の一実施例である。
【図７】図６のバイパス回路の特性の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の温度分布均一化電子冷却装置の第３の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１電流制御部
２ａ，２ｂバイパス回路
３温度センサ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ電線
５放熱部
６板
７ＬＳＩ
８半導体レーザ
９基板
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃペルチェモジュール
１１電極
１２ａ，１２ｂセラミック板
１３，１３ａ乃至１３ｆペルチェ素子エレメント
１４中間板
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ曲線
３１，３２，３７トリマ抵抗
３３，３４固定抵抗
３５トランジスタ
３６，４６パワーＭＯＳＦＥＴ
４１フォトカプラ
４２，４３，４７トリマ抵抗
４４，４８固定抵抗
Ｉａ全体電流
Ｉ１，Ｖ１，Ｉ２，Ｖ２動作点[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device such as a semiconductor laser, and a temperature distribution uniforming electronic cooling technique for uniformly controlling the temperature distribution of a component in which an LSI is mixed. Particularly, the present invention relates to a semiconductor laser and a component in which a high power consumption LSI is adjacent. The present invention relates to a temperature distribution uniforming electronic cooling device for uniforming an in-plane temperature distribution.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in temperature control of a semiconductor laser or the like that requires precise temperature control, electronic cooling using a Peltier element is often performed. As such a conventional technique, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-89955 (first conventional technique). However, the first prior art has a problem that it is difficult to obtain a sufficient temperature control effective range with one Peltier module when the object to be temperature controlled has a large area.
[0003]
As described above, when the temperature control target has a large area, a single Peltier module cannot provide a sufficient temperature control effective range, and thus a plurality of Peltier modules may be used. As such a conventional technique, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-180071 (second conventional technique).
[0004]
2 and 3 show an example of a Peltier module according to the second related art. The second prior art discloses a heat treatment apparatus using a plurality of Peltier modules. Here, the Peltier module is referred to as a unit formed by a plurality of Peltier element elements 13 as shown in FIG. That is, p-type and n-type Peltier element elements 13 are alternately arranged, and each terminal is electrically connected in series via the electrode 11. In the figure, the Peltier element elements 13 are arranged in one row for simplicity. However, in actuality, the Peltier element elements 13 are arranged two-dimensionally in a matrix, and some Peltier element elements 13 are large in number. In order to secure the mechanical strength, a product in which the upper and lower portions are sandwiched between ceramic plates 12a and 12b is commercially available. As shown in FIG. 3, there is a commercially available one in which an intermediate plate 14 (resin plate) is provided in the middle instead of being sandwiched between the upper and lower ceramic plates 12a and 12b. These Peltier modules are generally driven by introducing a DC current for each module. In particular, in the second conventional technique using a plurality of Peltier modules, variations and individual mounting of the Peltier modules are required. It is disclosed that the power supply circuit is connected in parallel to a power supply circuit via a correction circuit to correct a state difference.
[0005]
On the other hand, although it is different from the purpose of making the temperature uniform over a large area, a conventional technique for reducing the number of current control units by adding a correction circuit to a Peltier element is described in, for example, JP-A-11-326063. (The third prior art).
[0006]
In the third related art, when stacking Peltier modules in multiple stages and controlling the temperature, in order to compensate for the difference in the characteristics of the Peltier modules in the upper and lower stages, a bypass circuit is provided as a correction circuit in the Peltier module on the smaller capacity side. This prevents large currents from flowing and ensures the overall characteristics.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the second prior art, since the Peltier modules are connected in parallel, a power source that supplies a large current is required to supply current to all the Peltier modules, and the Peltier modules are connected in series to each Peltier module. However, there is a problem that the power loss is large in the correction circuit connected to the control circuit.
[0008]
In the third related art, a bypass circuit is provided in each of the Peltier modules connected in series to adjust the amount of current. However, the current flowing through each Peltier element element 13 is controlled so that the optimum operating point is constant. Therefore, from the standpoint of controlling the temperature, there is a problem that it is difficult to appropriately change the current flowing through the Peltier module in response to the heat generation state of the heat source or a change in heat transfer from the outside.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a temperature distribution that can make the temperature distribution of heat sources (for example, semiconductor lasers and LSI mixed components) having different heat generation conditions as uniform as possible in a plane. Another object of the present invention is to provide an electronic cooling device having a uniform distribution.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the invention described in claim 1 of the present invention is a temperature distribution uniforming electronic cooling device for uniformly controlling the temperature distribution of a component in which a semiconductor laser and an LSI are mounted, wherein a plurality of Peltier elements are connected in series. A Peltier module configured as described above, electric wires respectively connected to all the electrodes of the Peltier element, a bypass circuit connected to some selected from the electric wires, the semiconductor laser, and the LSI. A temperature sensor that measures the temperature of the mixed components, and a current control unit that supplies a current to the Peltier module based on the output of the temperature sensor. When the current becomes smaller than the current flowing through the Peltier element in the unconnected portion, the Peltier module The heat absorption capability of each of the Peltier elements in the device is compensated to compensate for the distribution of heat generation in a component in which the semiconductor laser and the LSI are mixed, and the in-plane temperature distribution is made uniform. Temperature distribution uniformity exists in the electronic cooling device.
The gist of the invention according to claim 2 of the present invention resides in that an electric wire from the electrode of the Peltier element is previously installed only in a necessary portion, and the temperature distribution uniformized electronic cooling according to claim 1 is provided. Exists in the device.
The gist of the invention according to claim 3 of the present invention resides in an electronic cooling device having a uniform temperature distribution according to claim 1 or 2, wherein the bypass circuit has a constant current characteristic.
The gist of the invention described in claim 4 of the present invention is that the bypass circuit has a characteristic that a bypass current changes abruptly in response to a voltage change across the Peltier element connected in parallel to the bypass circuit. It consists in temperature distribution uniformizing electronic cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that it has a.
The gist of the invention described in claim 5 of the present invention is that the bypass circuit determines a bypass current only from a voltage generated at both ends of the Peltier element connected to the bypass circuit. A temperature distribution uniforming electronic cooling device according to claim 3 or claim 4.
The gist of the invention described in claim 6 of the present invention is that the part of the Peltier element connected in parallel to the bypass circuit is arranged in the Peltier module. Temperature distribution uniformity exists in the electronic cooling device.
The gist of the invention described in claim 7 of the present invention is that, when a plurality of the Peltier modules are arranged in a plane for a large-area temperature control target requiring a uniform temperature distribution, the bypass circuit is used. 6. The temperature distribution uniforming electronic cooling apparatus according to claim 5, wherein the Peltier module is provided for each Peltier module.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention is connected to a Peltier module configured by connecting a plurality of Peltier elements in series, an electric wire independently connected to all electrodes of the Peltier element, and some selected from the electric wires. A bypass circuit, a temperature sensor for measuring the temperature of a component in which the semiconductor laser and the LSI are mixed, and a current control unit for supplying a current to the Peltier module based on the output of the temperature sensor are connected in parallel. Since the current of the Peltier element in a part is smaller than the current flowing in the Peltier element in an unconnected part, the Peltier module in the Peltier module has a different heat absorption capability, and a component in which a semiconductor laser and an LSI are mixed. It is characterized in that the distribution of the calorific value in the inside is compensated and the in-plane temperature distribution is made uniform. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic cooling device having a uniform temperature distribution according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a current control unit, 2a and 2b are bypass circuits, 3 is a temperature sensor, 4a, 4b, 4c, and 4d are electric wires, 5 is a radiator, 6 is a plate, 7 is an LSI, 8 is a semiconductor laser, Reference numeral 9 denotes a substrate, 10 denotes a Peltier module, 11 denotes an electrode, and 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f denote Peltier element elements.
[0013]
The Peltier module 10 of the present embodiment corresponds to the one shown in FIG. 2 or FIG. FIG. 1 shows an example in which the type held by the intermediate plate 14 in FIG. 3 is employed.
[0014]
Referring to FIG. 1, electric wires 4a, 4b, 4c, and 4d are drawn out from electrodes on the lower surface of the Peltier element elements 13a, 13b, 13e, and 13f, respectively, and are connected to bypass circuits 2a and 2b. The Peltier module 10 having the intermediate plate 14 shown in FIG. 3 is preferable from the viewpoint of workability of retrofitting the electric wires 4a, 4b, 4c, and 4d to the Peltier module 10.
[0015]
The temperature sensor 3 is embedded in a plate 6 mounted on the Peltier module 10 and measures the temperature of an optical device (for example, a semiconductor laser 8) installed on the plate 6.
[0016]
The optical device is one in which components such as a semiconductor laser 8 and an LSI 7 are mounted on a substrate 9.
[0017]
The plate 6 is made of, for example, a very thin insulating resin so that the thermal resistance between the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f and the lower surface of the optical device is as small as possible. is set up.
[0018]
The heat radiating portion 5 is a portion for dissipating the heat absorbed from the optical device side to the outside by the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f, and is forcibly air-cooled by, for example, a fan (not shown). Metal radiating fins (not shown).
[0019]
The temperature measured by the temperature sensor 3 is input to the current control unit 1. The current controller 1 adjusts the current supplied to the Peltier module 10 so that the temperature becomes a preset target value. The current control unit 1 includes, for example, a commercially available PID (Proportional Integration and Differential) controller (not shown) and a current amplifier (not shown).
[0020]
The total current Ia output from the current control unit 1 flows through the Peltier elements (Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f) connected in series. A part flows to the bypass circuits 2a and 2b. Therefore, the current of the Peltier element elements 13a, 13b, 13e, and 13f is reduced, so that the heat absorption ability is different on the optical device. That is, a larger current flows through the Peltier element elements 13c and 13d adjacent to the LSI 7, which generates particularly large heat, among the components of the optical device as compared with the other elements (Peltier element elements 13a, 13b, 13e and 13f). By increasing the amount of heat absorbed, the overall heat distribution is balanced.
[0021]
Next, the configuration of the bypass circuits 2a and 2b will be described. FIG. 4 is a circuit diagram of the bypass circuits 2a and 2b according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing an example of characteristics of the bypass circuits 2a and 2b of FIG. In FIG. 4, 31, 32, and 37 are trimmer resistors, 33 and 34 are fixed resistors, 35 is a transistor, and 36 is a power MOSFET.
[0022]
As shown in FIG. 4, the drain of the power MOSFET 36 is connected to the electric wire 4b (or the electric wire 4c), and the source is connected to one terminal of the trimmer resistor 37. The electric wire 4a (or electric wire 4d) is connected to the other terminal of the trimmer resistor 37. The collector of the transistor 35 is connected to the gate of the power MOSFET 36. A connection point between one terminal of the trimmer resistor 31 and one terminal of the trimmer resistor 32 is connected to the drain of the power MOSFET 36, and the other terminal of the trimmer resistor 31 is connected to the gate of the power MOSFET 36 and the collector of the transistor 35. . The connection point between one terminal of the fixed resistor 33 and one terminal of the fixed resistor 34 is connected to the other terminal of the trimmer resistor 37, and the other terminal of the fixed resistor 33 is connected to the emitter of the transistor 35. A connection point between the other terminal of the fixed resistor 32 and the other terminal of the fixed resistor 34 is connected to the base of the transistor 35.
[0023]
Referring to FIG. 4, in the bypass circuits 2a and 2b, the trimmer resistors 31, 32 and 37 (variable resistors) are adjusted so as to exhibit the characteristics as shown in FIG. That is, the approximate operating point I1 is determined by the ratio between the trimmer resistor 32 and the fixed resistor 34, and thereafter, the slope of the characteristic is adjusted by adjusting the trimmer resistor 31. As a result, the characteristic becomes one of the curves 20a, 20b, and 20c. Thereafter, the adjustment of the trimmer resistors 31, 32, and 37 is repeated to obtain desired characteristics. The trimmer resistor 37 sets a self-bias for the power MOSFET 36 to prevent an overcurrent from flowing.
[0024]
The operating points V1 and I1 indicate a steady operating state when the optical device is actually used. The values of the trimmer resistor 32 and the fixed resistor 34 are determined so that the bypass circuits 2a and 2b can be fully adjusted in consideration of the operating characteristics of the transistor 35 and the power MOSFET 36.
[0025]
Next, an operation in which the bypass circuits 2a and 2b control the bypass current will be described. In the case of a characteristic like the curve 20a in FIG. 5, when the voltage applied between the terminals of the Peltier elements (Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f) to be bypassed increases, the bypass current also increases. The reasons for the increase in the voltage between the terminals of the Peltier elements (Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f) are (1) an increase in the flowing current and (2) an increase in the temperature difference between the terminals of the Peltier element. There is.
[0026]
In the case of the above reason (1), since the bypass current increases, the increase in the current flowing through the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f is reduced. On the other hand, the reason why the overall current increases is a fluctuation in the temperature detected by the temperature sensor 3. This corresponds to a change in the heat generation of the LSI 7, whereas the characteristic of the curve 20 a is effective when it is not desired to change the heat absorption amount to a portion other than the LSI 7 that generates less heat. In the case of the above reason (2), since the bypass current increases, the current originally flowing through the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f decreases. Then, the amount of heat absorbed by the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f decreases, so that the temperature difference between the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f is reduced. That is, it functions to suppress the temperature fluctuation between the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f generated due to external factors. The adjustment to the characteristic of the curve 20a is made when the fluctuation of the large heat source such as the LSI 7 is large and the fluctuation of the heat generation of other components is small.
[0027]
If the overall current Ia fluctuates greatly in order to suppress the above-described fluctuation of large heat generation of the LSI 7 or the like, the slope of the curve 20a may not sufficiently control the current. In this case, for example, the characteristics shown in FIG. 7 are used using the circuit shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 41 denotes a photocoupler, 42, 43, and 47 denote trimmer resistors, 44 and 48 denote fixed resistors, and 46 denotes a power MOSFET.
[0028]
As shown in FIG. 6, the electric wire 4b (or the electric wire 4c) is connected to the drain of the power MOSFET 46, and one terminal of the trimmer resistor 47 is connected to the source. The electric wire 4a (or electric wire 4d) is connected to the other terminal of the trimmer resistor 47. The emitter of the photocoupler 41 is connected to the gate of the power MOSFET 46. One terminal of the trimmer resistor 42 is connected to the drain of the power MOSFET 46 and the collector of the photocoupler 41. One terminal of the fixed resistor 48 is connected to the gate of the power MOSFET 46 and the emitter of the photocoupler 41, and the connection point between the other terminal of the fixed resistor 48 and one terminal of the trimmer resistor 43 is connected to the cathode of the photocoupler 41. Connected. The connection point between the trimmer resistor 42 and the fixed resistor 44 is connected to the anode of the photocoupler 41, and the connection point between the other terminal of the trimmer resistor 43 and the other terminal of the fixed resistor 44 is connected to the other terminal of the trimmer resistor 47. Is done.
[0029]
In this case, a gradient is set such that the current changes significantly when the voltage fluctuates around the operating points V2 and I2 in the steady operation state. In FIG. 6, when the voltage between both ends becomes high until it approaches the operating point V2, the photocoupler 41 is turned on, so that the gate voltage of the power MOSFET 46 suddenly rises. Therefore, as shown in FIG. 7, it is possible to obtain such a characteristic that the current rapidly changes in response to a voltage change near the operating point. Note that the photocoupler 41 used has as little hysteresis as possible.
[0030]
On the other hand, when the characteristic is as shown by the curve 20b in FIG. 5, the bypass current is constant irrespective of the voltage applied between the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e and 13f to be bypassed. This case is effective when the temperature of the entire optical device fluctuates uniformly depending on the temperature environment. That is, since the temperature measurement value of the temperature sensor 3 represents the temperature of the entire optical device, the current flowing through the entire Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f increases and decreases according to the temperature. I do. The bias current in this case corresponds to the difference between the steady heating values of the respective elements of the optical device.
[0031]
In the bypass circuits 2a and 2b shown in FIG. 4, the actual voltage at the operating point V1 should be several volts (V) or more because it is desirable that the actual voltage is in the saturation region of the transistor 35. Typically, a commercially available Peltier device element typically generates only a low voltage of 0.1 V or less in an actual operating state in which a current of about 1 to 3 A (ampere) flows. Therefore, although simplified in FIG. 1, the number of bypassed elements is actually several tens or more. This is the same at the operating point V2 (FIG. 7) of the bypass circuit of FIG.
[0032]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same parts as those already described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0033]
The present embodiment is characterized in that the position of the temperature sensor 3 in FIG. 1 is arranged not close to the LSI 7 but close to the semiconductor laser 8. In FIG. 1, the temperature sensor 3 is located in the plate 6 directly below the semiconductor laser 8. In this case, as the characteristics of the bypass circuit 2b, it is necessary to make the bypass current constant, that is, the characteristic of the curve 20b. With the characteristics of the curves 20a and 20c, the feedback control of the entire current Ia by the temperature sensor 3 may become unstable. The configuration of the present embodiment is suitable for a case where the first priority is given to the temperature control of the semiconductor laser 8 and the large heat generation of the LSI 7 is to be effectively radiated. On the other hand, the characteristics of the bypass circuit 2a may be adjusted to the characteristics shown in FIG. 7 using the curve 20a or the circuit shown in FIG.
[0034]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the third embodiment. Note that the same parts as those already described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0035]
The present embodiment is characterized in that the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f to be bypassed in FIG. 1 are replaced with Peltier modules 10a, 10b, 10c. That is, the Peltier element elements 13a and 13b are one Peltier module 10a, the Peltier element elements 13c and 13d are one Peltier module 10b, and the Peltier element elements 13e and 13f are one Peltier module 10c. This configuration is useful for realizing a uniform temperature over a larger area, and is suitable for, for example, a case where a large number of the above-mentioned optical devices are arranged and the temperature is controlled collectively. The main purpose of the operation of the bypass circuits 2a, 2b is to compensate for variations in the characteristics of the individual Peltier modules 10a, 10b, 10c and uneven heat conduction from the outside.
[0036]
Finally, regarding the third related art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-326063, a difference from the present invention will be described on the assumption that the Peltier modules are arranged in a plane from a stack to meet the object of the present invention.
[0037]
The third prior art is based on the premise that in a multi-stage Peltier module, the higher the Peltier module, the smaller the current. Therefore, one of the terminals of the bypass circuit is connected to the Peltier module, and the other terminal is connected between the ground potential GND of the power supply. In such a connection, the configuration of the bypass circuit is limited.
[0038]
On the other hand, the present invention in which the bypass circuits 2a and 2b are connected to both ends of the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f has a higher degree of freedom in configuration than the third prior art.
[0039]
Further, if the bypass circuit disclosed in the third related art is connected to both ends of the Peltier element, it is necessary to prepare a plurality of reference voltages necessary for the bypass circuit. It cannot be realized by a simple configuration in which the generated constant voltage is divided by a variable resistor.
[0040]
For this reason, determining the characteristics of the bypass circuits 2a and 2b from the voltage across the Peltier element elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e and 13f according to the present invention can simplify the overall device configuration. That is, in the present invention, there is a clear advantage as compared with the above-mentioned third conventional technique for the purpose of making the in-plane distribution uniform.
[0041]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it is clear that the above embodiments can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and can be set to numbers, positions, shapes, and the like suitable for carrying out the present invention. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals.
[0042]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the offset of the heat absorption of the corresponding Peltier element element can be set according to the distribution of heat generation of the components of the optical device, so that the temperature distribution inside the optical device can be made uniform. There is an effect that it is not necessary to provide a separate current control unit for achieving and realizing it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic cooling device with a uniform temperature distribution according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example of a Peltier module according to a second related art.
FIG. 3 is an example of a Peltier module according to a second related art.
FIG. 4 is a circuit diagram of a bypass circuit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing an example of a characteristic of the bypass circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is an embodiment of a bypass circuit included in FIG. 1;
FIG. 7 is a graph showing an example of a characteristic of the bypass circuit shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a third embodiment of a temperature distribution uniforming electronic cooling device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current control part 2a, 2b Bypass circuit 3 Temperature sensor 4a, 4b, 4c, 4d Electric wire 5 Heat radiating part 6 Board 7 LSI
8 Semiconductor laser 9 Substrate 10, 10a, 10b, 10c Peltier module 11 Electrodes 12a, 12b Ceramic plates 13, 13a to 13f Peltier element element 14 Intermediate plates 20a, 20b, 20c Curves 31, 32, 37 Trimmer resistors 33, 34 Fixed resistors 35 Transistor 36, 46 Power MOSFET
41 Photocouplers 42, 43, 47 Trimmer resistors 44, 48 Fixed resistor Ia Total current I1, V1, I2, V2 Operating point

Claims

A temperature distribution uniforming electronic cooling device for uniformly controlling the temperature distribution of a component on which a semiconductor laser and an LSI are mixed,
A Peltier module configured by connecting a plurality of Peltier elements in series, electric wires respectively connected to all the electrodes of the Peltier element, and a bypass circuit connected to some selected from the electric wires. A temperature sensor for measuring a temperature of a component on which the semiconductor laser and the LSI are mixed, and a current controller for supplying a current to the Peltier module based on an output of the temperature sensor,
Since the current of the Peltier device in the portion where the bypass circuit is connected in parallel is smaller than the current flowing in the Peltier device in the portion where the bypass circuit is not connected, the heat absorption capability differs for each of the Peltier devices in the Peltier module. A temperature distribution uniforming electronic cooling device characterized in that the temperature distribution is uniformed by compensating for the distribution of heat generation in a component in which the semiconductor laser and the LSI are mixed.

2. The electronic cooling device with uniform temperature distribution according to claim 1, wherein an electric wire from the electrode of the Peltier element is previously installed only in a necessary part.

3. The temperature uniform cooling electronic cooling device according to claim 1, wherein the bypass circuit has a constant current characteristic.

The bypass circuit has a characteristic that a bypass current changes abruptly in response to a voltage change applied across the Peltier element connected in parallel to the bypass circuit. 4. An electronic cooling device with uniform temperature distribution according to 1.

5. The temperature distribution equalization according to claim 3, wherein the bypass circuit determines a bypass current only from a voltage generated between both ends of the Peltier element connected to the bypass circuit. 6. Electronic cooling device.

The device according to claim 5, wherein a portion of the Peltier element connected in parallel to the bypass circuit is disposed in the Peltier module.

When a plurality of the Peltier modules are arranged in a plane for a large-area temperature control target requiring uniform temperature distribution, the bypass circuit is provided for each Peltier module. Item 5. An electronic cooling device having a uniform temperature distribution according to Item 5.