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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier Element Stromversorgung


Autor: Alain F. (fox82)
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Hallo Zusammen,

habe ein Problem, weiss nicht was für eine Spannungsquelle ich nehmen 
soll.
Denke an einen Trafo und einen Spannungsregler. Problematik:

Peltier-Element hat 8.5V und 4.7A.

Habe mir mal ein Trafo 12V 150VA herausgesucht. Damit sollte ich ja 
locker 10A zur Verfügung haben.

Aber wie bekomme ich diese erforderlichen 8.5V???

Gruss Alain

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Hmmm... Also wenn Du das Peltier nicht regeln willst, oder lediglich 
schaltend regelst, dann wäre ein 6V Trafo mit einem kräftigen 
Gleichrichter und ein paar dicken Elkos die passende Lösung, da 
6V*sqrt(2)=8,48V sind.

Sonst würde ich dem Trafo einen DC/DC Wandler nachschalten, der wiederum 
über irgendetwas (z.B. Microcontroller) geregelt werden kann und das 
Peltier nach Bedarf linear der nötigen Leistung hinterher fährt 
(PID-Regler).

Ein Peltier zu schalten, oder mit pulsierender Gleichspannung zu 
betreiben ist nicht ganz so doll, da es damit seine angegebene 
Lebensdauer nicht erreicht. Es bilden sich Hotspots, die zu frühzeitiger 
Alterung führen. Ein DC/DC Wandler sollte also schon eine Schaltfrequenz 
von  >40kHz haben.

Gruß, Ulrich

Autor: Alain F. (fox82)
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OK 6V tönt gut! Oh aber wieso gibt dass dann 8.48V??? Wenn ich doch eine 
Wechselspannung Gleichrichte verliere ich doch sogar an Leistung. Oder 
nach welchem Gesetzt ist das?
Habe noch das D10X860 rumliegen, Gleichrichter für 10A! Nur noch ein 
paar dicke Elkos dran. Wie hoch sollten diese sein? Dann an den 
PRINTTRAFO 50,0VA 230V  6V  8,34A und gut ist die Sache?

Autor: Alain F. (fox82)
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Jetzt hab ich es geckecked. das ist ja wegen der Amplitude etc. Darum 
habe ich Wurzel (2). Das heisst auch das der Strom durch Wurzel 2 ist?

Das heisst wenn ich 6V / 8.34A haben dann kann ich maximal DC8.48V / 
5.9A beziehen?

Autor: Alain F. (fox82)
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Wie gross sollte jetzt der Kondensator sein?

Autor: Ralf (Gast)
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Was ist denn das für ein Gleichrichter, der D10X860? Wenn das eine 
Shottky-Vollbrücke ist, hat er ca. 0,8V Spannungsabfall?
(Mit zwei Shottky-Dioden hättest Du nur 0,4V Spannungsabfall, aber dann 
bräuchtest Du einen Trafo mit 2x6V bzw. 12V mit Mittelanzapfung.)

Zum Kondensator:
Das kommt darauf an, wieviel Restwelligkeit gestattet ist, oder wie 
groß(teuer) das Netzteil werden darf. Bei 22000uF ist die Restwelligkeit 
immer noch etwa 2Vss (bei 100000uF etwa 500mVss).

Ich würde ein Schaltnetzteil nehmen. Das hat hier wirklich Vorteile.

Gruß Ralf

Autor: aha (Gast)
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Auch wenn das Peltier 8.4V kann, heisst  das nicht, das man das bringen 
muss. Zur vollen Leistung, ja. Dann am Besten mit einem schaltnetzteil. 
Und dann sollte der Regler auch ein Schaltregler sein. Also sollte ein 
12V / 100W passen.

Autor: rocko (Gast)
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hm, es ist Rock am Ring, wofür braucht man da wohl 
"Pelztier"-elemente????

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Also wenn es um eine Kühlbox geht, dann würde ich mir eine kaufen, die 
gibt es fertig für ein paar Euro im Baumarkt. Ich vermute aber, dass das 
nicht  Alains Idee ist, denn dann würde er fragen, wie man aus 12V 8,5V 
macht, und nicht aus 230V.
Ich schlage vor, dass Alain sich bei Reichelt mal nach einem 
Schaltnetzteil umschauen sollte, dass im Bereich 5..9V regelbar ist und 
die geforderten 6A kann. Das ist der einzige vernünftige Weg das 
Pelztier zu versorgen und auch ein wenig zu regeln. Außerdem solle man 
bei solcher Leistung auch berücksichtigen, dass man die Luft 
abtransportieren muss. Es nützt ja nix, wenn die eine Seite glüht und 
die andere vereist. Beides zerstört das Pelztier recht schnell. Ein paar 
gute 80cm Lüfter müssen also schon dazu. Diese haben i.d.R. 12V oder 24V 
und benötigen zusammen auch ca. 1..1,5A.

Es wäre vermutlich hilfreich wenn Du, Alain, uns mal grob verraten 
würdest, was Du mit dem Pelztier eigentlich machen möchtest. Dann kann 
man auch sinnvollere Vorschläge machen.

Gruß, Ulrich

Autor: Alain F. (fox82)
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Hallo Zusammen,

ich mache folgendes mit diesem Pelztier :-)
Unter dem Microskop möchte ich Eiskristalle beobachten. Daher brauche 
ich eine Temepratur die unter 0°C ist, damit diese auch dort bleiben. 
Habe das Teil bereits auf einem Notebook-Kühler und mit der andere Seite 
mit einer Aluplatte versehen.

Habe bereits 12V mit 10A und auch 5V mit so viel. Bei 5V erreiche ich 
aber lediglich mal 4.5°C. Denke aber schon, dass ich mit voller Leistung 
also 8.5V unter 0°C komme.

Ich könnte natürlich auch aus 12V diese 8.5V machen, nur fällt mir da 
nix gescheites ein. Alle Spannungsregler sagen ab 1.5-3A tschüss.

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Das wird ohnehin nicht wirklich gut funktionieren, und Du verbrätst viel 
zu viel Leistung für nix. Das Peltier erzeugt eine Wärmedifferenz 
zwischen den Seiten. Je kühler Du also die warme Seite hältst, desto 
kühler wird die kalte Seite. Alles klar?

Ein Notebook Kühler ist ein Fliegenschiss im vergleich zu der Leistung, 
die Du bei 12V/6A ( also deutlich über 100W!!) in das Peltier pumpst. 
Sehr lange wird das also nicht funktionieren.

Professionelle Kühlgeräte auf Basis Peltier setzen am Peltier direkt 
ordentlich große Kupferkühlrippen-Blöcke ein. Du musst also auf der 
heißen Seite einen großen Kühlkörper montieren. Je besser die Wärme 
abgeleitet wird, desto kälter wird kalte Platte des Peltiers. Es gibt 
einige große CPU-Kühler, die eine seitliche Lüftermontage ermöglichen. 
Wenn das Okular des Mikroskopes nicht hoch genug ist, dann musst Du auf 
einen großen Strangkühlkörper ausweichen, den es im Elektronikversand 
für den Selbstbau von Verstärkern oder Netzteilen gibt. Diesen wirst Du 
aber trotzdem mit ein oder zwei Lüftern kühlen müssen.

Noch etwas zu den Längsreglern:
Wenn Du bei einem 12V Trafo hast und überschlagsweise mit allen 
Verlusten da also 16V bei 6A raus holst und Du einem 7808 einsetzt, der 
6A kann ( den es nicht gibt) dann musst Du 8V*6A Leistung über diesen 
Regler in Wärme umwandeln. Das sind 48W!! Damit brauchst Du dann ein 
weiteres großes Strangprofil mit mindestens einem Lüfter und hast es in 
Deiner Bude gemütlich warm rund um den Tisch.
In diesen Stromregionen funktionieren nur Schaltnetzteile. Leider sehe 
ich nicht, dass Du genug Elektronik-Kenntnisse hast, denn man könnte 
vermutlich ein PC-Netzteil so modifizieren, dass es statt 12V 8V 
liefert. Ich bin aber fast der Meinung, dass das Peltier mit 5V aus 
solch einem Netzteil genug Spannung hat um Deine Zwecke zu erfüllen, 
wenn die heiße Seite ausreichend Wärme abtransportieren kann.

Also probier mal ein wenig, bevor Du gleich mit den großen Geschützen 
loslegst.

Gruß, Ulrich

Autor: Alain F. (fox82)
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Hallo danke für die Antwort.

Was ich aber nicht kapiere, es ist gerade mal Handwarm und die Luft 
hinten aus dem Lüfter kommt mit 32°C. Peltiere 65°C Unterschied, dass 
heisst ja locker ins minus.

Gruss Alain

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Ich sag ja, Du bläst da vermutllich viel zu viel Leistung ins Peltier, 
viel mehr als Deine Anwendung erfordert. Die 5V aus einem PC-Netzteil 
reichen allemal, wenn es drum herum nicht zu warm ist, kann es mit den 
3.3V auch schon funktionieren.

Wenn man einen eigenen DC/DC Wandler baut, dann würde man den natürlich 
mit einem temperatursensor koppeln, der die Solltemperatur auf der 
Oberfläche vorgibt. Du wolltest ja Wasser-Eis Kistalle bilden, keinen 
Stickstoff verflüssigen.

Gruß, Ulrich

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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> 12V/6A ( also deutlich über 100W!!)

ähm ja.
für derartige äußerungen plusterst du dich aber ganz schön auf...

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Sorry,
6*12=72W Sind nur 'fast' 100W
Ich bin gedanklich bei meinem Peltier gewesen, das mit 24V Versorgung 
läuft und mit einem 140W Netzteil versorgt wird. Allerdings inklusive 
drei Lüfter und Steuerelektronik. Unser Peltier genehmigt sich bei 12V 
aber bis zu 8.5A.

Man sollte beim Fernsehen nicht auch noch Mails schreiben...

Gruß, Ulrich

Autor: Alain F. (fox82)
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So jetzt hats aber geklappt!

Haha bin gespannt wie das jetzt klappt mit den Einskristallen.
Danke für den Tipp.

Gruss Alain

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Hi und Gratulation!

Wie hast Du es denn jetzt gemacht? PC-Netzteil?

Gruß, Ulrich

Autor: Alain F. (fox82)
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Hallo ja genau! 5V reichen, ohne dass ich grossen Aufwand betreiben 
musste. Testen werde ich es vielleicht trotzdem mal mit einem stärkeren 
Netzteil. Brauche sowieso noch eine Regelung. Das wird auch noch 
interessant werden.
Danke für deine Hilfe. Hätte nicht gedacht, dass es wegen dem Kühlkörper 
liegt.
Gruss Alain

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