Analoge Schaltung für lineare Heizplattenreglung

DAC & Power OpAmp.

High current NPN Transistor (2n3584) als Konstantstromquelle, die 
Heizfolie als Last. Die Temperatur der Folie mit zb PT1000 messen -> 
Messbrücke
Einen Subtrahierer so dimensionieren das er die minimale bis maximale 
Brückenspannung in den Grenzen seiner Rails verstärkt.
Die Ausgangsspannung des Opamp regelt den Strom durch die Heizfolie:
I_heiz=(Ub-Ube)/RE

Das wäre in etwa so wie hier auf Seite 11 (21), oder?

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/100000-124999/117323-as-02-de-Temperaturgesteuerte_Luefterregelung.pdf

Leider sind die Messungen aber sehr schnell, ca 100 kS/s, da stört auch 
eine hochfrequente PWM sehr schnell. Wir messen natürlich nich die 
Temperatur! Sondern elektrochemische Parameter, und das sehr rapide.

Nicht ganz das was ich meinte. Die schaltung der anleitung ist ein 
linearregler zum stellen der ausgangsspannung. ich hatte eine geregelte 
stromquelle im sinn.
die schaltung funktioniert auf jeden fall (sonst wäre es auch keine 
fertige bauanleitung), aber ob du die heizfolie damit so warm bekommst 
wie du es benötigst?! laut eckdaten ist die maximale last bei 12V 
->500mA, dass macht 6W. die heizfolie hat 10W bei 12V bei maximaler 
heizleistung.
wie "warm" und "kalt" soll es denn werden? wenn die 6W reichen dann ist 
die schaltung aus der anleitung vollkommen ausreichend!

TiKay schrieb:
> ich hatte eine geregelte
> stromquelle im sinn.
> die schaltung funktioniert auf jeden fall (sonst wäre es auch keine
> fertige bauanleitung), aber ob du die heizfolie damit so warm bekommst
> wie du es benötigst?!

Ich würde natürlich die Bauteile anpassen! Das ist ja auch eine 
Kühlschaltung und keine Heizschaltung, da muss man eh den Platz von 
Thermistor und einem Widerstand tauschen.
Ich würde mich freuen, wenn Du vielleicht einen Link zu einem Schaltplan 
hättest, der grob das Prinzip beschreibt was Du meinst, denn so ganz 
habe ich das mit der Stromquelle nicht verstanden...

Udo Schmitt schrieb:
> Du meinst es stört die EMV die die Heizfolie ausstrahlt?
> Dann funktioniert eine geschaltete Stromquelle in einem geerdeten
> Gehäuse.

Ja und nein. Beim Schalten fließt ein kapazitiver Strom über das 
geerdete Gehäuse und die Erdleitung, und da die keine Impedanz von Null 
hat, gibt das immer noch keine Transienten. Sowas haben wir gekauft, 
dummerweise funktioniert es nicht gut genug, daher die Idee mit der 
Linearreglung, denn Signale unter 1 Hz stören uns nicht.

Kohle schrieb:
> keine Transienten

ich meinte kleine Transienten

Hallo, hat etwas gedauert... feiertage und wochenende ;)
ich habe mal die schaltung mit messergebnis in den anhang gelegt.

mit der messbrücke wird die ist-temp erfasst und mit der soll-temp 
verglichen. die differenz wird entsprechend dem verstärkungsfaktor R4/R3 
verstärkt. (gilt wenn R3=R5 & R4=R6)
danach folgt die konstantstromquelle mit npn transistor. um sofort bei 
einer temp-differenz zu heizen, ist r9 eingebracht um den arbeitspunkt 
antsprechend zu setzen. anderenfalls müssten erst die 0.7V erreicht 
werden um zu heizen...
R_Heiz stellt die Heizfolie mit 10R dc widerstand dar.
Der strom durch R_Heiz ergibt sich aus
(Ub-Ube)/R8
mit der schaltung erreichst du etwa 11W am heizelement.

Für die simulation hab ich den ntc (R_NTC) der messbrücke als gleichung 
statt als wert angegeben. somit wird das temperaturverhalten 
nachgestellt.
verwendet sind die werte des 10k3A1B (10k@25°C)
R_POTA kann/sollte als potentiometer ausgelegt werden um die 
solltemperatur einzustellen. die verstärkung des opamp sollte so bereits 
mehr als ausreichen. als transistor könnte der 2N3055 verwendet werden. 
(günstig und hält enorm viel dc current aus). der r8 sollte entweder aus 
einer parallelschaltung oder einem leistungswiderstand bestehen (4..10W 
um nicht selbst noch als heizelement zu wirken)-> allerdings auch eine 
idee um :)

der opamp KANN mit einem quad-package ausgeführt sein, oder aber einem 
fertigen instrumentenverstärker (ist- und kommt auf das selbe...)
wichtig ist der hochohmige abgriff der brückenspannung...

(stützkontensatoren habe ich nich mit betrachtet)

grüße ;)

Heizplatte auf eine Metallplatte kleben und Heizung per PWM ansteuern.

Die Metallplatte legst du dann so aus, dass dir die thermische Kapazität 
dein PWM rausmittelt.

Zur veranschaulichung:

ein TO220 Gehäuse allein hat ca 0.5J/K thermische Kapazität...

sagen wir 1kHz PWM bei einem duty von 0.5

10W*0.5ms / 0.5J/k =10mK Erwärmung/Abkühlung im eingeschwungengen 
System... sollte reichen :)

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TiKay schrieb:
> ich habe mal die schaltung mit messergebnis in den anhang gelegt.

Hast du das aufgebaut und gemessen oder nur simuliert?

Ich denke die Schaltung arbeitet genau falsch herum. Mit steigender 
Temperatur an der Heizfolie (NTC) sollte die Heizleistung doch abnehmen 
(Gegenkopplung) und nicht ansteigen (Mitkopplung). Wie sollte denn sonst 
auf einen konstanten Wert geregelt werden?

Grüße,

ja korrekt, dass habe ich verdreht. mein fehler! und natürlich nur 
simuliert! aber ich habe bei der kontrolle der benötigten heizleistung 
ganz die korrekten anschlüsse von messbrücke auf verstärker vertauscht.