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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltierregelung (nicht-linearität des Peltierelementes?)


Autor: P.K. (Gast)
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Hallo.

Ich habe bereits in einigen Beiträgen etwas über Regelungen von 
Peltierelementen gelesen und konnte jedoch bei keinem lesen, dass er ein 
ähnliches problem hat wie ich. Deshalb wollte ich mal ein paar Meinugen 
hören.

Und zwar folgendes:

Geregelt wird bei mir ein Peltierelement eines Lasers. (Regelgenauigkeit 
0,02°) im Bereich von 0-100°C.

Ich habe ein PI-Regler (C-Code, µController) der als Eingangswerte 
Temperaturwerte des zugehörigen Temperaturfühlers bekommt. Die 
erhaltenen Spannungswerte sind auch bereits in Kelvin umgerechnet, 
sodass es nicht zu einer logarithmischen Verzerrung der Temperaturwerte 
in den Randbereichen kommt (also Kennlinie des Temp-Sensors bereits 
entfernt). Als Ausgabewert wird ein PWM-Signal erzeugt, dieses ist auch 
so weit geglättet, dass dadurch keine Störungen auftreten dürften.

Nun zum Problem: Ab 20% PWM (sowohl +20% als auch -20%) verändert sich 
das verhalten des Peltierelemenetes so dramatisch, dass bereits geringe 
PWM-Änderungen zu großen Temperaturänderungen am Peltierelement führen. 
Es liegt jedoch nicht am PWM-Signal. Dies wurde mit einem Widerstand am 
Ausgang, der eine vergleichbare Last darstellt, überprüft. Dieser weißt 
ein lineares verhalten über den gesamten PWM-Bereich auf. Also muss es 
am Peltierelement liegen.
Ich habe zudem die Temperaturwerte gegen die PWM-Werte aufgetragen und 
erhalte dabei genau an den beschriebenen Grenzen unterschiedliche 
Steigungen der Kurve (somit nicht-lineares Verhalten)
Jetzt habe ich jedoch noch bei niemanden gelesen, dass ein 
Peltierelement deutlich vom linearen verhalten abweicht und somit ein 
Parametersatz zur Regelung nicht ausreicht. Ich muss jedoch in jedem 
Bereich recht schnell Regeln können, aber wenn das Verhalten so 
drastisch abweicht, ist an eine schwingungsfreie Regelung nicht zu 
denken.

Deshalb die Frage an euch, kennt sich jemand mit dieser Problematik aus 
und hat eventuell noch eine Idee, wie ich des Rätsels Lösung weiter auf 
die Spur komme?

Vielen Dank im Vorraus.

Autor: Aehh (Gast)
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Der Fokus ist etwas zu stark auf den Peltier element. was auch noch 
dazugehoert ist der Koehlkoerper auf der anderen seite des Peltier. Un 
die thermische Masse auf der passiven(ungeregelten) Seite des Peltier 
muss groesser sein wie auf der aktiven(geregelten) Seite.

Autor: Aehh (Gast)
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Ich verklopp Peltiercontroller, wenn ich mal so sagen darf.

Autor: P.K. (Gast)
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An den Thermischen Gegebenheiten kann ich leider nichts ändern, da dies 
wie schon gesagt zur Kühlung eines Lasers genutzt wird und ich an dessen 
Aufbau nichts ändern kann.

Autor: Aehh (Gast)
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Ich wuerd mal die Temperaturen der aktiven sowie der passiven Seite des 
Peltier aufzeichnen, plus den Strom und die Spannung ueber dem Peltier 
und dann das Ganze anschauen.

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