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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier-Steuerung mit AVR


Autor: Stefan (Gast)
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Hallöchen !

Ich möchte mit einem AVR Mega8 und einem Peltier ein Bauteil
temperieren.
Jetzt stellt sich nur die Frage wie mache ich das ?!

Theoretisch könnte man das über die PWM Ausgänge und dann "diskret"
mit Leistungstransistoren aufbauen.
Aber es müsste ja auch mit einer fertigen H-Bridge gehen. Zumal ich mit
dem Peltier nicht nur Kühlen sondern auch Heizen möchte.
Problem ist auch, das ja Peltier´s jede menge an Strom ziehen. Und ich
hab noch keine gänigen IC-Bridge´s so um die 5-10A gesehen.

Und wie steuere ich bei einer IC-Bridge mittels µC den Strom ?
Er soll ja nicht immer "voll Kühlen" oder "voll Heizen" ?!?

Mit PWM ?

Fragen über fragen.... Hehe


Aber Danke schonmal !

Stefan

Autor: Malte (Gast)
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Warum nicht? wenn du "voll saft" gibst, geht der thermotransfer umso
schneller...
IC Brücken in der Dimension (10A) habe ich noch nicht gesehen, aber
mich auch noch nicht ernsthaft danach erkundigt.
Also ich würde die Polung mit nem miniatur Doppelwechsler Relais
machen, du solltest das relais allerdings Stromlos umschalten, der
KOntakte zuliebe :)

Autor: Stefan (Gast)
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Ich will eine LaserDiode damit kühlen (DPSS Laser).
Wenn ich jetzt als Beispiel sage, der Laser soll auf
Konstant 25,6 Grad gehalten werden, wäre eine Schaltung
mir Relais doch nicht gerade sinnvoll.
(Die Erfassung der Temperatur selbst, nimmt ebenso der Mega8 an
einem ADC Eingang vor.)

Es tritt ja ein ständiges Heizen-Kühlen-Heizen-.... bei der Regelung
auf. (Dieses natürlich sehr schnell.) Da würde ein Relais
ja dauernd am schalten sein, um das Pelier umpzupolen.


Gruß
Stefan

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

was spricht den gegen 4 diskrete Power-MOSFET's?

Matthias

Autor: Stefan (Gast)
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Ja das war auch meine frage. 4x Power-Mosfets oder ein fertiges IC.
)Wollte eigentlich so wenig Bauteile wie möglich einsetzen- Wegen
Platzmangel)

Ok 4 Fet´s sollten noch machbar sein.


Matthias,
wie siehts denn als MOSFET mit dem BUZ10 aus ? Müsste doch gehen ?

Gruß Stefan

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

ich würde eher zu IRL1004 (5V Ugs) oder IRF1404 (10V Ugs) verwenden. Da
ist der Rdson so klein das du dir bei 10A den Kühlkörper sparen kannst.
Für eine Brückenschaltung kommst du ja eh nicht um eine
Spannungserhöhung für das Gate aus.
Ich würde deshalb die "oberen" FET's der H-Brücke nur zur
Richtungsumschaltung. Die unteren werden zur PWM-Steuerung genutzt da
diese schneller geschaltet werden können.

Matthias

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Oben einfach P-Kanal benutzen und über Transistor ansteuern.

MFG Uwe

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

hast du mal in die Tabellen zu P-Kanal-FET's reingeschaut? Der Rdson
liegt bei denen deutlich über dem von N-Kanal-FET's. Deshalb verwendet
z.B. auch Inifineon in ihren SmartPowerSwitches (BTS xxx)
N-Kanal-FET's und integrierte Ladungspumpen. Bei Strömen um 10A wie
sie Stefan erwartet ist das kein zu vernachlässigendes Problem. Bereits
bei 10mOhm Rdson tritt dabei eine Verlustleistung von 1W auf. Für ein
TO220 ist das gerade noch machbar. Der erhöhte Ausfwand den einem die
nötige Ladungspumpe (ICL7662 + 2x10µF reicht) einbringt spart man sich
wieder durch den verringerten Kühlaufwand.

Matthias

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ein winziges Kühlblech von 10x20mm ist allemal billiger als eine
Ladungspumpe, zumal es für beide nutzbar ist.
Das ist natürlich Ansichtssache und jedem selbst überlassen.

MFG Uwe

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

es geht ja nicht unbedingt um ein Kühlblech. An ein DPAK kann man kein
Kühlblech anschrauben. Der Muß sein Pv an die Leiterplatte abgeben. Und
um da die Wärme wegzubringen mußt du Leiterplattenfläche + DK
investieren.
Dazu kommt das es PFET's kaum in Leistungstauglichen Gehäusen gibt.
Meistens bekommt man da SO8 oder sowas. TO220 oder DPAK ist kaum zu
bekommen. Das einzige was z.B. IRF da anbietet ist der IRF4905 mit
einem Rdson von 20mOhm. Macht bei 10A schonmal 2W.

Ich hab wirklich nichts gegen den Einsatz von PFET's aber bei 10A ist
er IMHO nicht mehr wirklich sinnvoll da eine Ladungspumpe so günstig
ist das sich der erhöhte Kühlaufwand nicht rechnet.

Matthias

Autor: uli (Gast)
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Warum ist eine Polaritätssteuerung mittels Relais nicht sinnvoll?
Wenn der Laser an ist muss wärme abgeführt werden und das konstant. Das
heisst immer zu kühlen!
Wenn geheitz werden soll geht das zumeist auch über einen längeren
zeitraum ( ein Temperatursensor allein hat bestenfalls eine
reaktinszeit von 0,7sekunden [medizintechnischer für
körpertemperraturmessungen], ausserdem ist mir nicht klar warum man
einen laser vorheizen sollte. Das relais sollte dann natürlich stromlos
geschalten werden. zur Stromregelung könnte man einen
Darlingotntransistor verwenden wir z.b. TIP 142 100V/15A soviel ich
jetzt weiß! Das einfachste wäre ein 2 Stufenregler, das sich durch die
Ansprechverzägerung des Temperatursensors eh eine Hysterese bildet, die
das PWM eher ungeignet macht! natürlich könnte man auch ein Fuzzyset
implementieren das durch vorherige messungen kalibriert wurde, gäbe
aber meiner meinung nach ein sehr kompliziertes reglerverhalten.

Autor: Stefan (Gast)
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Auf konstante Temperatur heizen wenn der "Laser" nicht an ist, macht
schon sinn.
DPSS Laser brauchen eine gewisse Warm-Up Zeit. Je nach Typ und Laser
unterschiedlich. Von ca. 5-15 min.
Da der Laser im mormalfall ja ständig elektronisch geblankt wird (also
"aus" ist). Kann er sich ja nicht aufwärmen. Dieses könnte er nur
während der Show selbst.
Und während der Warm-Up Zeit, sind große Leistungssprünge sowie
Modensprünge sichtbar, die in einer Show deutlich auffallen.

Deswegen sind alle qualitativ hochwertigen DPSS Laser
aktiv Temperaturgeregelt.

Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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Noch vergessen, natürlich ist es bei größeren Lasern unumgänglich die
Laserdioden aktiv zu kühlen. Da reicht halt ein einfacher Kühlkörper
oder -Block nicht mehr aus..

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