Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peltierelement - Batteriebetrieben


von Bal K. (Firma: VCE) (crashmerlin)


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Hallo!

Das ist hier mein erster Beitrag und hab mich dazu entschlossen, da ich 
folgendes, wahrscheinlich einfaches Problem hab. Ich hab alle Foren 
durchgesucht, aber kein adäquates Beispiel für mein Problem gefunden.

ALSO:

Ich möchte ein Peltierelement (15,4V/4A) mit einem Bleigel-Akku 
(12V/12AH/20HR) betreiben. Mit dem Netzteil hab ich es schon 
ausprobiert, eingestellt auf 12V/4A und es funktioniert tadellos. Jedoch 
traue ich mich nicht die Batterie einfach anzuschließen, da ich 
befürchte, dass das Peltierelement zu viel Strom saugen würde. Quasi wie 
ein Kurzschluss an der Batterie hängen würde.

Was könnte ich als einen stromsparenden Strombegrenzer verwenden, die 
zB. auf 4A eingestellt werden könnte. Verbraucht ein Widerstand nicht 
selber zu viel Strom?

Und wie schaut es aus, wenn ich zB. nur die Hälfte der Leistung 
benötige, um Strom zu Sparen?

Ich bin Maschinenbauer und hab nicht so den riiiesen Durchblick in der 
Elektrotechnik.

Danke im Vorhinein für die Antworten!

von Floh (Gast)


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Bal Kolmicrocontnet schrieb:
> Jedoch
> traue ich mich nicht die Batterie einfach anzuschließen, da ich
> befürchte, dass das Peltierelement zu viel Strom saugen würde. Quasi wie
> ein Kurzschluss an der Batterie hängen würde.

Was erzeugt bei dir diesen Eindruck? Einfach anschließen, mit einer 
vorgeschalteten (Fein-)Sicherung um die 4-5A, die das schlimmste 
verhindert.
:-)

von Purzel H. (hacky)


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Das Peltier soll nicht geregelt werden, einfach nur laufen und Waerme 
transportieren was zu transportieren ist ?

von Bal K. (Firma: VCE) (crashmerlin)


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Stimmt! Danke :)

Also dann nurmehr dass zweite Problem: wie bekomme ich die Leistung 
runter, ohne hohe Wärmeverluste oder extremst den Wirkungsgrad zu 
verschlechtern?

LG

von Floh (Gast)


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Bal Kol schrieb:
> Also dann nurmehr dass zweite Problem: wie bekomme ich die Leistung
> runter, ohne hohe Wärmeverluste oder extremst den Wirkungsgrad zu
> verschlechtern?

Eine geschaltete Spannungsquelle, ein sogenannter Stepdown.
PWM ist nicht zu empfehlen, da die Peltiers das nicht mögen.
:-)

von Bal K. (Firma: VCE) (crashmerlin)


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Heia Jetzt-aber schrieb:
> Das Peltier soll nicht geregelt werden, einfach nur laufen und Waerme
> transportieren was zu transportieren ist ?

Ja genau. Einfach nur laufen, und Wärme transportieren. Ohne aktive 
Regelung.
Des käme dann in eine Box und mit dem Restlichen Aufbau komm ich schon 
selber klar.

von Bal K. (Firma: VCE) (crashmerlin)


Angehängte Dateien:

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Hab jetzt dass ganze mit Sicherung ausprobiert!

Funktioniert PERFEKT! Danke. Der Peltier zieht Anfangs 3,6A und fällt 
langsam. Ich nehm einmal an, dass es wegen der verminderten 
Betriebsspannung nicht auf die 4 kommt. Aber wie gesagt, absolut kein 
Problem.

Soll ich dann ein Step-Down von Conrad oder RS Bestellen und einbauen? 
Wird wohl am besten sein.

LG und vielen vielen Dank!

von Floh (Gast)


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Bal Kol schrieb:
> Der Peltier zieht Anfangs 3,6A und fällt
> langsam. Ich nehm einmal an, dass es wegen der verminderten
> Betriebsspannung nicht auf die 4 kommt.
jep.
Bal Kol schrieb:
> Soll ich dann ein Step-Down von Conrad oder RS Bestellen und einbauen?
> Wird wohl am besten sein.
Brauchst halt einen der 4 A macht.
:-)

von Jan S. (Firma: GSG-Elektronik.de) (chopper925)


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Das mit den nicht ganz 4A könnte auch an deinen Krokoklemmen liegen,
die billigen können Ströme auch ganz wunderbar begrenzen. (Praktisch
erprobt, ansonsten eignen sie sich auch als träge Sicherung)

von Ulrich (Gast)


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An den Kabeln, dem Messgerät und der Sicherung geht auch noch einiges an 
Spannung verloren. Mit dickeren Kabeln und ohne das Messgerät kann es 
dann schon etwas mehr Strom werden. Das der Strom sinkt, kann daran 
liegen das die Spannung des Akkus sinkt, und auch daran, dass sich am 
Pletierelement eine Gegenspannung aufbaut, weil man einen 
Temperaturdifferenz hat.

Wenn man nicht Regeln muss und  mit dem Strom so auskommt, braucht man 
auch keinen Step-down Wandler.  Der würde hier auch nicht helfen, denn 
damit geht die Spannung immer runter man käme also nie auch die vollen 4 
A und vermutlich auch kaum bis 3,5 A.

von MaWin (Gast)


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> PWM ist nicht zu empfehlen, da die Peltiers das nicht mögen.

Ja und nein.

Da es nicht über den Nenndaten betrieben wird,
ist PWM (also schnelles ein- und ausschalten damit im Mittel das Ding 
nicht die ganze Zeit an ist und somit in der Summe weniger Wärme 
transportiert) schon möglch, und da er ja die Wärmetransportleistung 
reduzieren will, ist auch der dann nicht ideale Wirkungsgrad nicht 
hinderlich.

Allerdings will er vermutlich maximale Betriebsdauer aus dem winzigen 
Akku holen, da kann es schon sinnvoll sein, bei weniger Kühlbedarf nicht 
durch PWM (NE555 mit MOSFET) sondern geglätteten Gleichstrom durch sein 
Peltier zu schicken, und da bietet sich die geschaltete Step Down 
Variante an bei der der Strom mit einer Spule geglättet wird weil man ja 
Verluste wie sie z.B. ein Linearregler haben würde gerade nicht haben 
will.

Allerdings muss die Spannung nicht unbedingt geregelt werden, er ist ja 
eh nur an der Temperatur interessiert und stellt die ein (oder will die 
regeln). Also reicht ein NE555 mit MOSFET, und eine SPule mit 
Freilaufdiode als ungeregelte Spannungsreduzierung.

Die hat gegenüber den handelsüblichen Spannungsreglern den Vorteil, im 
voll eingeschalteten Zustand auch volle Spannung durchzulassen, und 
nciht 2.5V oder mehr für dich selbst zu verbrauchen.

  +--100kPoti--1k--+----+-----+-- ca. +12V
 1k     |          |  Peltier |
  |     |  +-----+ |    |     |
  +-|<|-+--|7   8|-+  Spule   | (ca. 330nH 5A)
  | 1N4148 |NE555|      +-|>|-+ Freilaufdiode (z.B. SB530)
  +--------|2    |      |
  +--------|6 1 3|-----|I NPN (BUZ11 oder so)
  |        +-----+      |E
 10nF         |         |
  +-----------+---------+-- Masse

von Simon W. (sonnensimon)


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Hallo,

bin grad über den Beitrag gestolpert und habe bemerkt, das hier von 
MaWin die Lösung für mein Problem gepostet wurde. MaWin, könntest du 
auch mal in "meinem" Thread vorbeischaun? :) 
Beitrag "Abwärtswander mit Minimalaufwand und gut erhältlichen Teilen?" (Weil du ja als Gast 
schreibst, gibts keine andere Möglichkeit, dich zu erreichen?

.. habe mich auch mal mit Peltierelementen beschäftigt, allerdings zur 
Stromerzeugung. Wichtig ist ja, dass man die Dinger nicht starr 
einspannt.

Viele Grüße,
Simon

von Bal K. (Firma: VCE) (crashmerlin)


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Simon Wi schrieb:
> Wichtig ist ja, dass man die Dinger nicht starr
> einspannt.

Weshalb? Wie meinst Du starr Einspannen? Ich hab mein Element zw. zwei 
Kühlrippen eingespannt. Habs nicht festgeschraubt, aber so, dass es 
schon hält.
Ist es wegen der Wärmeausdehnung?

LG, Balázs

von Simon W. (sonnensimon)


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Bal Kol schrieb:
> Ist es wegen der Wärmeausdehnung?

Genau. Einerseits sollte für einen guten Wärmeübergang ein genügend 
hoher Anpressdruck da sein, aber er darf (durch die Wärmeausdehnung bei 
starrer Einspannung) eben auch nicht zu hoch werden. Deshalb am besten 
irgendwas Federartiges :)

von Ben _. (burning_silicon)


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blödsinn.

ich hab hier die "kühleinheit" einer defekten 12V-kühltruhe rumliegen 
(bei dieser hatte es den besagten step-down-wandler der 
leistungsregulierung zerrissen). das ding besteht aus zwei 
gegeneinandergeschraubten kühlkörpern, die das peltier-element und einen 
aluklotz direkt einklemmen. sind vier ziemlich dicke schrauben, zur 
vermeidung von wärmebrücken einseitig mit plastik unterlegt. das reicht 
offensicht aus damit's da keine probleme gibt.

von Alex (Gast)


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Also. Ich will mir jetzt auch eine Kühlbox mit einem Peltier Element 
bauen. Jetzt bin ich beim Thema akku angekommen und habe deswegen 
folgende Frage: ich will einen Lipo Akku mit etwa 5000 mAh verwenden. 
Das Peltier Element wird eigentlich mit 12 Volt betrieben und saugt dann 
3 A. Mein Akku wäre dann aber schon ziemlich schnell leer. Weiß jemand 
vielleicht, wie ich den Strom so begrenzen könnte, das der Akku länger 
hält? Ich will dem Peltier Element praktisch nicht 3 A sondern nur 1 A 
geben. Dann würde der Akku 5 Stunden halten, was für mich dann gut wäre. 
Mir ist klar, dass das Peltier Element dann nicht mehr so viel Leistung 
erbringt. Wäre nett, wenn mir jemand weiterhelfen kann.

von Joachim B. (jar)


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Alex schrieb:
> Ich will dem Peltier Element praktisch nicht 3 A sondern nur 1 A
> geben.

1A Ledtreiber benutzen?

https://www.google.com/search?q=Ledtreiber+1A&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b

ggffs. noch mit Glättung

von Werner H. (werner45)


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@ Alex:

Eine normale Kühlbox läuft mit etwa 5 A bei 13 V. Die braucht aber etwa 
5 Stunden, um 6 Flaschen Wasser runterzukühlen, dafür also grob 25 Ah.
Bei 3 A sind das grob 8 Stunden, bei 1 A 25 Stunden.
Daraus folgt, daß Dein Akku in jedem Fall leer ist.
Die Peltier-Kühlboxen sind alle Mist, nur die mit richtigem Kühlaggregat 
sind brauchbar.
Nimm das Peltierelement lieber für was sinnvolles, z.B. Runterkühlen 
eines Kamerasensors für rauschfreie Bilder.

Gruß   -   Werner

von Alex (Gast)


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OK danke für die Antwort. Werde wohl den Led Treiber benutzen

von Alex (Gast)


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Nochmal ich zur Aufklärung: die Kühlbox wird nicht besonders Groß und 
ist nur für zwei Flaschen Wasser gedacht. Aber eine Frage noch zu dem 
Led Trafo: der Brauch ja eine Eingangsspannung von mindestens 220 v ? 
Mein Akku hat 7,4 v. Dann kann es ja nicht Funktionieren oder? ( Sorry 
wenn die Fragen teilweise blöd sind aber ich bin erst 13 und kenne mich 
noch nicht überall aus)

von Joachim B. (jar)


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Alex schrieb:
> Aber eine Frage noch zu dem
> Led Trafo: der Brauch ja eine Eingangsspannung von mindestens 220 v ?

es gibt auch LED Treiber die mit DC versorgt werden, aber die meisten 
die ich bis jetzt gefunden hatte sind für 230V, das suchst du nicht und 
mit 13 selber bauen klappt wohl noch nicht
http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html

von Der Andere (Gast)


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Alex schrieb:
> Mein Akku hat 7,4 v.

Und welchen Strom zieht das 12V Peltier-Element bei dieser Spannung?

Alex schrieb:
> Das Peltier Element wird eigentlich mit 12 Volt betrieben und saugt dann
> 3 A.

Also wird es bei 7,x V weniger als 2A ziehen. Da stellt sich die Frage 
ob du überhaupt noch eine Stromregelung brauchst.

von Guest (Gast)


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Floh schrieb:
> Eine geschaltete Spannungsquelle, ein sogenannter Stepdown.
> PWM ist nicht zu empfehlen, da die Peltiers das nicht mögen.
> :-)

Sagt wer?

PWM oder Analoge Stromregelung ist einer langsamen 2-Punkte Regelung 
vorzuziehen. Die Mechanischen Belastungen innerhalb des Peltier 
Elementes sind so am geringsten.

Unglaublich, dass die Mär des schädlichen PWM immer noch die Runde 
zieht!

von Der Andere (Gast)


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Guest schrieb:
> PWM oder Analoge Stromregelung ist einer langsamen 2-Punkte Regelung
> vorzuziehen. Die Mechanischen Belastungen innerhalb des Peltier
> Elementes sind so am geringsten.

Fakt ist daß die Verlustleistung im Quadrat zum Strom ansteigt, die 
Kühlleistung aber nur linear.
Insofern ist ein geregelter Strom immer effizienter als ein Ein/Aus mit 
dem Maximalstrom durch PWM egal ob schnell oder langsam.
Die Mär daß sie durch PWM "kaputt gehen" habe ich auch schon gehört aber 
noch keine Belege dafür gesehen.

von Alex (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Also wird es bei 7,x V weniger als 2A ziehen. Da stellt sich die Frage
> ob du überhaupt noch eine Stromregelung brauchst.

OK ich werde es dann Mal ohne Regelung probieren. Dankeschön für die 
mühe

von Thomas K. (ek13)


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Alex schrieb:
> Nochmal ich zur Aufklärung: die Kühlbox wird nicht besonders Groß
> und ist nur für zwei Flaschen Wasser gedacht. Aber eine Frage noch zu
> dem Led Trafo: der Brauch ja eine Eingangsspannung von mindestens 220 v
> ? Mein Akku hat 7,4 v. Dann kann es ja nicht Funktionieren oder? ( Sorry
> wenn die Fragen teilweise blöd sind aber ich bin erst 13 und kenne mich
> noch nicht überall aus)

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