Hallo liebes Forum, Ich hab zurzeit ein Projekt am laufen, bei welchem ich versuche ein Peltierelement mit einem Arduino Nano zu steuern (Vorerst noch ohne Temperatursensor). Die Polarität ändere ich mithilfe einer H-Brücke und 4 N-Kanal Mosfets (siehe Anhang). Jetzt weis ich nicht ob ich von den je 2 geschlossenen Mosfets einen ganz geschlossen lassen soll und den anderen per PWM ansteuern soll, bzw. beide per PWM ansteuern, oder nur einen einzigen zur Steuerung des Stroms nach dem Element einbauen soll? Die Spannung am Element ist 12V und es zieht maximal 5A. Mir ist bewusst das Peltierelemente PWM nicht so lieb haben und ich deshalb die Frequenz so gering wie möglich halten möchte. Ich hab mir außerdem gedacht das ich eine Spule zur Stromglättung einbauen könnte, bringt das was? Bei den Mosfets hab ich mir folgende rausgesucht: https://at.rs-online.com/web/p/products/8922330/ Hab leider noch nicht so viel Erfahrung in Elektrotechnik, deshalb wäre ich euch sehr dankbar wenn ihr mir helfen könntet. Einen schönen Abend noch, Daniel.
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Das wird so nichts. Die oberen Mosfets bekommst so nicht eingeschaltet. Du müsstest etwa 17 an die Gates legen, damit die Last 12V bekommt. Daniel M. schrieb: > Ich hab mir außerdem gedacht das > ich eine Spule zur Stromglättung einbauen könnte, bringt das was? Auf jeden Fall musst du das machen, dazu eine Freilaufdiode. Bei PWM fließt doch sonst in der Abschaltzeit die Energie wieder zurück und du musst in der Einschaltzeit noch mehr pumpen. Lernt ihr denn heute gar nichts mehr?
> das Peltierelemente PWM nicht so lieb haben und ich deshalb die Frequenz > so gering wie möglich halten möchte. Ich hab mir außerdem gedacht das > ich eine Spule zur Stromglättung einbauen könnte, bringt das was Wenn dein Peltier PWM sieht dann geht sein Wirkungsgrad in den Keller und der ist ja sowieso schon eher schlecht. Stell es dir so vor. Im Betrieb ist eine Seite heiss und eine kalt. Wenn die PWM ausschaltet dann hast du einfach ein ausgeschaltetes Peltier. Wenn du jetzt mal dein Teil in die Hand nimmst dann wird dir auffallen das es sich relativ kuehl anfuehlt, weil es waerme gut leitet. Wenn du also ein arbeitendes Peltier ausschaltest dann fliesst die Waerme von der heissen auf die kalte Seite zurueck. Wenn die PWM dann wieder einschaltet musst du diese Waerme erneut transportieren und das noch mit dem eh schon schlechten Wirkungsgrad. Die Idee eine PWM mit einer Spule zu glaetten ist prinzipiell erstmal okay. Aber je geringer deine Schaltfrequenz ist um so groesser muss die Spule sein. Irgendwann kannst du die nicht mehr tragen. :-) Es waere also sinnvoller den umgekehrten Weg zu gehen. Und dann koennte man es gleich noch besser machen in dem man ein Schaltnetzeil verwendet dessen Spannung du einstellen kannst. Olaf
Okay das heißt Frequenz rauf und dafür eine kleinere Spule, hättest du Werte an denen ich mich orientieren könnte? Bezüglich des Netzteils verwende ich ein ausgebautes mit leider fixer Spannung:(
Wenn man ein Peltierelement unbedingt mit PWM ansteuern will, ist es am einfachsten, den Plusanschluss des Elements an +12 V zu hängen und den Minusanschluss des Peltierelements über eine Speicherdrossel und einen Logik-Level-MOSFET mit PWM gesteuert nach Masse zu ziehen. Aber die Freilaufdiode nicht vergessen, durch die der gleiche Strom in der Sperrphase des Transistors weiter fließen kann.
Elliot schrieb: > Das wird so nichts. Die oberen Mosfets bekommst so nicht eingeschaltet. > Du müsstest etwa 17 an die Gates legen, damit die Last 12V bekommt. Ich hab mich durch einiges Threads gelesen und dort wurde immer im Bereich der 5V des Arduinos gearbeitet? Hast du vielleicht etwas wo das erklärt wird? > Auf jeden Fall musst du das machen, dazu eine Freilaufdiode. Bei PWM > fließt doch sonst in der Abschaltzeit die Energie wieder zurück und du > musst in der Einschaltzeit noch mehr pumpen. Danke hab ich vergessen. > Lernt ihr denn heute gar nichts mehr? Mehr Theorie als Praxis, ist leider nicht mein Hauptfach.
Günni schrieb: > Wenn man ein Peltierelement unbedingt mit PWM ansteuern will, ist es am > einfachsten, den Plusanschluss des Elements an +12 V zu hängen und den > Minusanschluss des Peltierelements über eine Speicherdrossel und einen > Logik-Level-MOSFET mit PWM gesteuert nach Masse zu ziehen. Aber die > Freilaufdiode nicht vergessen, durch die der gleiche Strom in der > Sperrphase des Transistors weiter fließen kann. Danke, hab ich etwas unverständlich geschrieben, aber das meinte ich mit einem einzigen N-Kanal Mosfet nach dem Element.
Daniel M. schrieb: > Hab leider noch nicht so viel Erfahrung in Elektrotechnik, An der Schaltung ist eigentlich alles falsch, vergiss sie. a) Peltiets mögen kein PWM, es sollte eine Spule vor den Peltier und die PWM so schnell, dass die Spule den Strom glättet. b) man kann keinen an 12V hängenden MOSFET mit den 0V/5V eines Arduino steuern. c) ziemlich gefährlich für einen Anfänger, eine Brücke mit 4 Einzelsignalen zu steuern, ein Programmfehler und es gibt einen satten Kurzschluss. d) du bist nicht der Erste Mensch, der ein Peltier warum und kalt regeln will. Warum guckst du nicht erst mal wie die anderen das machen, sondern glaubst, selbst das Rad viel besser erfinden zu können ? Suchwort für englische Seiten: TEC
Probiere doch erst mal auf dem Basteltisch mittels Steckbrett aus, wie die FETs sich verhalten und wie man sie ein und aus schaltet und wozu die P-FETs existieren. Interessant wird es dann, wenn eine Reihenschaltung von FETs gesteuert werden sollen. Mfg
Wozu überhaupt PWM? Heiz- bzw. Kühlvorgänge sind meist langsam (Masse) also reicht eine ganz normale 2-Punkt- oder Paket-Reglung. Vielleicht zusammen mit einem vernünftig dimensionierten Regler.
Ich glaub ich probier es erstmal mit einer H-Brücken Motorsteuerung die ich über PWM ansteuere? Wie wäre es damit? https://www.roboter-bausatz.de/3906/dc-motortreiber-h-bruecke-bts7960-5-5v-bis-27v-43a-pwm
Sebastian S. schrieb: > Wozu überhaupt PWM? > Heiz- bzw. Kühlvorgänge sind meist langsam (Masse) Auch meine alte Mikrowelle mit mechanischer Uhr macht PWM: 15 Sekunden ein, 15 Sekunden aus oder andere Zeiten, die PWM-Periode beträgt dann eben 30s und nicht hunderte Hz oder mehr. Das kann man ganz sicher auch mit Peltier so machen.
Manfred schrieb: > Das kann man ganz sicher auch mit Peltier so machen. Ist aber nicht besonders gesund für das Bauteil. Mgnetisch-mechanische und dielektrikumrestrikion-mechanische Bewegungen fördern den Verschleiß. Warum das Pulsen schlechter ist, dazu nehme man das Ersatzschaltbild von ZD und R in Reihe. Man Vergleiche die ohmschen Verluste von 1A Dauerstrom mit 2A 50% Taktverhältnis. Äpfel mit Birnen zu vergleichen, wäre hier der Vergleich mit der Mikrowelle.
Langsames an aus, als ein 2 Punktregler ist noch schlechter als PWM. Das hat man den schlechten Wirkungsgrad (vor allem beim kühlen, heizen geht noch so einigermaßen) und zusätzlich thermischen Stress durch einen größeren Temperaturhub. Im Vergleich zu PWM ist beim kühlen mit dem Peltier-element sogar eine lineare Regelung einiges effektiver.
Hallo, Ich trenne kühlen und heizen. Kühlen mit Peltier und zwar zu 100% wenn die Solltemperatur dies erfordert. Heizen mit großflächigen Heizfolien PWM getaktet. Peltiers vertragen ein und auschalten nur schlecht (geht auf die Lebensdauer). Schnelles Umpolen im Betrieb ist auch keine gute Idee da das Peltier im aufgeheizten Zustand als Generator wirkt und beim Umpolen dann Überlastet werden kann. (Hersteller von Kühlboxen mit Heizfunktion empfehlen mindestens 5 Minuten Abkühlzeit für das Peltier). Gruß Anja
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Daniel M. schrieb: > Die Polarität ändere ich mithilfe einer H-Brücke und 4 N-Kanal Mosfets Du machst dir das viel einfacher wenn du eine fertige H-Brücke nimmst. https://de.aliexpress.com/item/32849970262.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.43b3773dtKXPif&algo_pvid=92e92481-072c-4acf-979c-add70f79c9dc&algo_expid=92e92481-072c-4acf-979c-add70f79c9dc-2&btsid=0b0a0ae216049578845102060ebc75&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_ Das sieht bei mir dann mit Stromglättung wie im Bild aus
Hermann W. schrieb: > Daniel M. schrieb: >> Die Polarität ändere ich mithilfe einer H-Brücke und 4 N-Kanal Mosfets > > Du machst dir das viel einfacher wenn du eine fertige H-Brücke nimmst. > https://de.aliexpress.com/item/32849970262.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.43b3773dtKXPif&algo_pvid=92e92481-072c-4acf-979c-add70f79c9dc&algo_expid=92e92481-072c-4acf-979c-add70f79c9dc-2&btsid=0b0a0ae216049578845102060ebc75&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_ > > Das sieht bei mir dann mit Stromglättung wie im Bild aus Hab mir weiter oben mit dem geposteten Link genau dasselbe Teil rausgesucht, danke dir für die Bestätigung das das tatsächlich Funktioniert.
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Dann ist der interne Aufbau für dich bestimmt interessant. Da mein µC keinen gleichzeitigen invertierten PWM-Ausgang hat, habe ich noch einen Inverter auf das Board gebaut.
Hermann W. schrieb: > Dann ist der interne Aufbau für dich bestimmt interessant. Da mein µC > keinen gleichzeitigen invertierten PWM-Ausgang hat, habe ich noch einen > Inverter auf das Board gebaut. Könntest du mir vielleicht noch erklären was sich dadurch ändert?
Sebastian S. schrieb: > Wozu überhaupt PWM? > Heiz- bzw. Kühlvorgänge sind meist langsam (Masse) also reicht eine ganz > normale 2-Punkt- oder Paket-Reglung. Manfred schrieb: > Auch meine alte Mikrowelle mit mechanischer Uhr macht PWM: > 15 Sekunden ein, 15 Sekunden aus oder andere Zeiten, die PWM-Periode > beträgt dann eben 30s und nicht hunderte Hz oder mehr. Das ist aber die schlechte Variante. Je mehr Strom durch ein Peltier fliesst, desto schlechter wird sein Wirkungsgrad, weil die Verluste im Quadrat zum Strom zunehmen, der Wärmetransport aber nur linear. Ausserdem wird das Peltier mechanisch gestresst durch die ständigen Temperaturänderungen.
Udo S. schrieb: > Das ist aber die schlechte Variante. Je mehr Strom durch ein Peltier > fliesst, desto schlechter wird sein Wirkungsgrad, weil die Verluste im > Quadrat zum Strom zunehmen, der Wärmetransport aber nur linear. Und der ESR von den Pelzztieren ist ziemlich hoch! > Ausserdem wird das Peltier mechanisch gestresst durch die ständigen > Temperaturänderungen. ACK!
Daniel M. schrieb: > Hermann W. schrieb: >> Dann ist der interne Aufbau für dich bestimmt interessant. Da mein µC >> keinen gleichzeitigen invertierten PWM-Ausgang hat, habe ich noch einen >> Inverter auf das Board gebaut. > > Könntest du mir vielleicht noch erklären was sich dadurch ändert? Man muss die beiden Halbbrücken gegenphasig ansteuern, sonst gibts ja am Pelztier keine Spannungsdifferenz.
Für die Kontrolle über den Strom ist es OK und sogar hilfreich wenn die beiden Halbbrücken nicht immer invertiert angesteuert werden. Nur im Übergangsbereich um 0 wird es da etwas aufwändiger mit Fallunterscheidungen in der Software. Immer gegenphasig geht, braucht aber eine größere (etwa 2 x) Induktivität für die Drossel. Wenn der Bereich um 0 weniger interessiert gibt es noch die Möglichkeit die Polarität per Relais umzuschalten und die feine Regelung dann per PWM und Filter-Drossel über nur einen FET und Freilaufdiode zu machen.
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