hallo Leute ich habe eine frage ,für meine diplomarbeit sollte ich ein peltierelement mit PWM signal über eine H_brücke ansteuern das klappt wunderbar aber ich habe ein problem mit dem strom .wenn ich einen Drossel(600uH nach meiner berechnung) vor dem peltier einbaue dann fällt den strom einfach ab, als ob der peltier ein induktives verhalten hätte und das kann ich nicht erklären und , wenn jemand einfach eine Idee hat, wie ich am besten den Strom glätten kann dann sollte er sich melden
Das liegt entweder am DC-Innenwiderstand deiner Drossel (zu hoch, mal messen) oder am duty cycle (zu niedrig).
Wie hoch ist die PWM-Frequenz und wie hoch ist der induktive Widerstand der Drossel bei dieser Frequenz.
mein PWM signal ist 10khz über 10khz und der induktive widerstand der drossel ist 600uh, und die freilauf diode sind schon drin .
Du solltest mal die genaue Schaltung der Brücke aufzeichnen und die Impulsformen mit der sie angesteuert wird. Jörg
Ohje ohje... Ich hoff wirklich, deine Diplomarbeit ist für ne Ausbildung zum Sozialpädagogen. Wenn nicht: Formelsammlung aufschlagen, Grundlagen E-Technik (Damals in der 6. Klasse in Physik drangewesen) und den Widerstand deiner Spule berechnen. Nein, den gibt man nicht in Henry an, das sind Ohm. (Tip: ist abhängig von der Frequenz!) Dann überlegen, wieviel Strom da dann maximal noch durch dein Peltier-Element fliessen kann. (Selbe Formelsammlung, warscheinlich ein paar Seiten vorher) Max. Wattzahl ausrechnen. (Wieder Formelsammlung, man kann ja nicht alles im Kopf haben). Dann überlegen, ob das Ding noch merklich warm werden kann...
Mensch Ernst ! Willst Du ihm helfen oder dass er sich dumm vorkommt ? Es gibt genug Ingenieure (Verfahrenstechnik, Biotech usw.) die nicht unbedingt den Schwerpunkt ihres Studiums in E-Technik haben. Naja davon mal ebgesehen, wäre es nett ein paar weitere Details zu haben (Schaltung usw., Datenblatt Induktivität oder sogar Peltierelement). Und wie hast Du denn berechnet dass die Spule 600uH haben soll ? Mein Tipp ist bei solchen Schaltungen immer dass bevor man was kauft und sich nicht 100% sicher ist ob das klappt, einfach mal simulieren (Spice etc.). Man denkt nicht immer an alles, gerade wenn man nicht unbedingt E-Techniker ist.
Mal angenommen, das L_Drossel sei konstant, wären das bei 10kHz etwa 20 Ohm. Das müsste reichen, gegen die 1-2 Ohm des PE. Die Frage ist aber, was vom PE an Strom gezogen wird und an Generatorspannung im Umkehrfall kommt. Kann sein, daß Deine Spannung nicht reicht!
Ich verstehe den Sinn der Spule hier nicht ganz. PWM ist doch, das der maximalstrom fließt, aber mit impulsen. Aber dafür hab ich ja auch ned studiert.
Der induktive Widerstand der Drossel ist etwa 37Ohm, wenn die in Serie zum PE hängt, wird sich kaum noch was tun. Daher wozu die Drossel, wie kommst du auf diese Größe?
@ Hubert.G (Gast) >zum PE hängt, wird sich kaum noch was tun. Daher wozu die Drossel, wie >kommst du auf diese Größe? Peltier-Elmente mögen keine direkte PWM, sonder die brauchen eine möglichst ripplefrei Spannung. Deshalb braucht man einen LC-Filter. MfG Falk
>Deshalb braucht man einen LC-Filter.
Bei mehreren Ampere musste aber dicke Geschütze auffahren um die
Spannung halbwegs glatt zu kriegen. ;)
Peltier-Elemente sind aber auch recht träge, d.H. wenn man einen "Temperaturripple" von vielleicht 0.5°C tolerieren kann, könnte man die PWM-Frequenz auf vielleicht 10Hz runterbringen. Oder PWM ganz weglassen und über nen einfachen Zweipunktregler arbeiten (Wenn man die Temperatur eh messen muss)
Mit DER hohen Frequenz IST die Welle quasi glatt. (Der Strom wohlgemert und nicht die Spannung!!!) Die Brücke DIENT ja gerade dazu, mittels der PWM-Steuerung passende GLEICHSAPNNUNG einzuspeisen und keinen OF/OFF-Betrieb! Nur so lässt sich das PE sauber durch Null steuern. Der AC-Anteil des Stromes würde auch über die parasitäre Kapazität des PE abfliessen und nutzlose Wäre erzeugen!
Falk Brunner wrote: > Peltier-Elmente mögen keine direkte PWM, sonder die brauchen eine > möglichst ripplefrei Spannung. Deshalb braucht man einen LC-Filter. Gibts irgendwelche Anhaltspunkte für diese Aussage? Wenn ich mal bei Google suche, finde ich lauter solche Aussagen: "The best method of power control to a Peltier is PWM (Pulse Width Modulation)." http://forums.bit-tech.net/showthread.php?t=98336 "Ein Peltier-Element mit einer Leistung von 216W linear zu Regeln ist ein ganz falscher Ansatz! Wenn du keine Leistung benötigst, muss dein Spannungsregler 216W verbraten...das ist noch Unwirtschaftlicher als die Peltiers selbst. Was du brauchst, ist eine Leistungsregelung mittels PWM. " http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=30813 Außerdem hab ich mal (kurze Zeit) ein Peltier an PWM betrieben (AVR+n-FET) und das hat soweit eigentlich keine Probleme gemacht. Auch denke ich, dass da kein wesentlich großer Temperaturripple auftreten wird, da das Element doch ziemlich träge ist.
moin moin @Gibril hol Dir mal das Datenblatt vom LTC1923, das ist ein Ansteuerschaltkreis für H-Brücke und Pel(z)tier. Die Peltier kannst Du zum messen erstmal durch einen Power-R ersetzen. Teste zur Zeit Steuerungen die bei 200KHz mit Drosseln von 10µH arbeiten. Mit Gruß Pieter
@ Thilo M. (power) >>Deshalb braucht man einen LC-Filter. >Bei mehreren Ampere musste aber dicke Geschütze auffahren um die >Spannung halbwegs glatt zu kriegen. ;) Ja und? Schau dir mal ein Mainboard deines PCs an. Dort fliessen 100A! >und über nen einfachen Zweipunktregler arbeiten (Wenn man die Temperatur >eh messen muss) Zum Bleistift. @ Techniker (Gast) >Mit DER hohen Frequenz IST die Welle quasi glatt. (Der Strom wohlgemert >und nicht die Spannung!!!) Das mag das Peltier trotzdem nicht! >Der AC-Anteil des Stromes würde auch über die parasitäre Kapazität des >PE abfliessen und nutzlose Wäre erzeugen! Dir ist schon klar, dass Kapazitäten Blindwiderstände sind und keine Wäre erzeugen? @ Simon Küppers (simon) >Gibts irgendwelche Anhaltspunkte für diese Aussage? Wenn ich mal bei Leider nein. Mir wurde das damals bei HP im Praktikum gesagt. Dort wurde ein Sensor mittels PE temperaturstabilisiert und eben über einen DC-DC Wandler gespeist. >"Ein Peltier-Element mit einer Leistung von 216W linear zu Regeln ist >ein ganz falscher Ansatz! Wenn du keine Leistung benötigst, muss dein >Spannungsregler 216W verbraten...das ist noch Unwirtschaftlicher als die >Peltiers selbst. Wer redet denn von einem linearen Spannungsregler? DC-DC Wandler! >Außerdem hab ich mal (kurze Zeit) ein Peltier an PWM betrieben >(AVR+n-FET) und das hat soweit eigentlich keine Probleme gemacht. Ja eben, KURZE Zeit. Welche langfristigen Schäden es davonträgt kannst du damit nicht ermitteln. >Auch denke ich, dass da kein wesentlich großer Temperaturripple >auftreten wird, da das Element doch ziemlich träge ist. Es geht nicht um den Temperaturripple, sondern darum, dass das PE den Ripple elektrisch auf Dauer nicht verkraftet. MfG Falk
Hab mal irdendwo ein PDF zur Peltier-Elementen gehabt. Grade noch was anderes gefunden : http://www.melcor.com/structur.html (letzter Absatz) (ganzes PDF: http://www.melcor.com/pdf/Thermoelectric%20Handbook.pdf)
Wenn so ein PE keine PWM verträgt dann ist es auch nicht unbedingt das richtige Mittel zum regeln. Um genügend Strom über die Drossel zu bringen müsste vorher ein ziemlich grosser Elko sitzen der die Spannung glättet. Die Drossel würde dann etwa 90% des Rippel wegfiltern.
>>Der AC-Anteil des Stromes würde auch über die parasitäre Kapazität des >>PE abfliessen und nutzlose Wäre erzeugen! >Dir ist schon klar, dass Kapazitäten Blindwiderstände sind und keine >Wäre erzeugen? Falk, die para-C von der ich spreche ist jene in der inneren Diode des PE. Sie besteht aus der Raumladungszone. Stetes hin und herladen bringt nur AC-Anteil, welcher versickert (und an den Ohmschen natürlich sehr wohl Wärme erzeugt, nebenbei erwähnt) und letztlich den Peltiereffekt vernichtet. --- Zu den anderen: Nochmals: Der Hinweis, ein Hochstrombauelement per PWM zu speisen, ist absolut richtig. Er muss aber im Einzelfall geglättet werden, um zu einer effektven Gleichspannung zu gelangen. Wie das RC-filter zu bemessen ist, kann sicher jeder berechnen.
Das PE besteht im Ersatzschaltbild im Wesentlichen aus einer Thermospannungsquelle mit einem recht großen ohmschen Innenwiderstand. Der gewünschte Wärmetransport wird durch den DC-Strom verursacht. Jeglicher AC-Anteil im Strom wird ausschließlich in Wärme umgesetzt, die das PE aufheizt und somit den Wirkungsgrad beim Kühlen reduziert. Dabei spielt es grundsätzlich keine Rolle, ob der AC-Anteil eine Frequenz von 1 Hz oder 100 kHz hat. Solange die max. Verlustleistung des PE nicht überschritten wird, schadet der AC-Anteil zwar nicht, reduziert aber die Kühlleistung und den Wirkungsgrad. Das PE sollte daher mit einer einigermaßen glatten Gleichspannung betrieben werden. Die Ansteuerung per PWM dient dazu , den Wirkungsgrad der Stromversorgung zu optimieren. Der LC-Filter dient zur Optimierung des Wirkungsgrades, indem es aus der PWM wieder eine saubere Gleichspannung macht. Jörg
@ Techniker (Gast) >Nochmals: Der Hinweis, ein Hochstrombauelement per PWM zu speisen, ist >absolut richtig. Er muss aber im Einzelfall geglättet werden, um zu >einer effektven Gleichspannung zu gelangen. Wie das RC-filter zu >bemessen ist, kann sicher jeder berechnen. RC-Filter bei Hochstrom ist Unsinn! Dann nur LC! Mfg Falk
> RC-Filter bei Hochstrom ist Unsinn! Dann nur LC!
womit wir wieder am Anfang sind...
jungs?? reicht nich einfach n einfacher kondensator wenn man mit der pwm nen fet ansteuert??? (der strom also sowieso nich mehr zurueck kann??) also ich komm bei 10A PE Strom und 470µF bei 10KHz auf gerademal nen Restripple von 10% - vllt is das ja schon zu verschmerzen - sonst halt nen groesseren Kondensator - aber gross is der aufwand doch auf jeden fall nicht
@ sebba (Gast) >reicht nich einfach n einfacher kondensator wenn man mit der pwm nen fet >ansteuert??? (der strom also sowieso nich mehr zurueck kann??) Nee, weil du einige grundlegenden Dinge von Schaltnetzteilen nicht verstanden hast. Man braucht eine Spule! >also ich komm bei 10A PE Strom und 470µF bei 10KHz auf gerademal nen >Restripple von 10% - vllt is das ja schon zu verschmerzen - sonst halt Und hast dabei die massiven Verluste im FET übersehen. ;-) MFG Falk
Mich würde interssieren ob " Gibril Tinen " noch da ist und mit dieser Diskussion was anfangen kann.
tut mir leide ich war leider beschäftig mit der diplomarbeit danke an alle die regelung von Peltier mit dem PWM über ein SPS habe ich geschafft und alles funktioniert die glättung war nicht mehr nötig die Restwelligkeit war unter 10 procent und alles klappt und läuft wie geplant
Interessanter Thread. Ich habe kürzlich einen Brückentreiber in einer Peltier-Kühlung für eine APD (Avalanche-Fotodiode) tauschen müssen. Dort steckt ein Vorgänger vom UC3637 (Name entfallen, konnte den 3637 aber mit kleineren Anpassungen benutzen) drin, auch ein PWM-Controller, ohne weitere Glättung dahinter. Schaltfrequenz im unteren kHz-bereich (IIRC). Haben die einfach nur nicht so den Wert auf Kühlwirkungsgrad gelegt? Zuverlässigkeit dürfte nicht beeinträchtigt sein, da das Ding in einem Partikelzähler für Rauchgase steckt, da sollte durch so einen Fusselkram wie eine fehlende Drossel besser kein Ausfall eintreten.
@ Stefan Huebner wenn es nur darum geht, eine kleine Diode zu kühlen, die selbst keine Wärme produziert, ist der Wirkungsgrad nicht so entscheidend, zumal das Gerät vermutlich nicht mit einer Batterie versorgt wird. Bei richtiger Wahl der Betriebsspannung des PWM-Treibers erreicht das PE seine max. Kühlleistung bei 100% ED und arbeitet sonst nur mit schlechterem Wirkungsgrad. Bei < 100% ED kann die absolute Verlustleistung im PE ja nur kleiner werden, sodass keine Gefahr für das PE besteht. Jörg
Also ist das Problem an AC-Anteil nur, dass ein Wechselstrom ausschliesslich in Wärme umgesetzt wird, er richtet aber keinen Schaden wie zB (ganz weit hergeholt und physikalisch nicht vergleichbar) Gleichspannung an LC-Displays an. Nun gut.
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