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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier Element Spannung/Strom


Autor: Andreas W (Gast)
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Hallo liebe MC Gemeinde!

Ich hätte eine Frage bezüglich eines Peltier Elements.
Habe bei Conrad folgendes TEC gefunden:
http://shop.conrad.at/ce/de/product/193569/PELTIER...
Bzw: Peltier Element TEC1 12705

Es hat eine Nennspannung von 15,4V und eine maximale Stromaufnahme von 
4,6A.

Leider finde ich kein Datenblatt das mit den Zusammenhang zwischen Strom 
und Spannung am Peltier zeigt.

Daher meine Frage (Ich brauche nicht unbedingt die volle Leistung an dem 
Teil!):
Ich habe ein Netzteil das mir 20V liefert (Und gute 6A).
Sollte ich einen Festspannungsregler benutzen mit 15V Out und 3A, oder 
besser einen mit nur z.b. 12V ?
Habe bei Conrad keinen 15V gefunden mit mehr als 3A Out. Und eigentlich 
denke ich, würde auch hier für meine Zwecke genug Kühlleistung (bzw 
Wärmepumpenenergie) gegeben sein.

Würde mir der 15V, 3A Spannungsregler aufgeben oder nimmt sich das 
Peltier nur soviel wie es kriegen kann?
Wie verhält sich das ganze?

Oder kann ich 2 dieser Spannungsregler einfach parallel schalten?

Bitte um eure Hilfe!

Danke und lg, Andi W.

Autor: Peter (Gast)
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Ich kenn die Kennlinie von dem Elementen leider nicht, aber ich würde 
noch mal darüber nachdenken ob es innvoll ist aus 20V 15V mit 3A mit 
einen Linearregeler zu machen.

Der Spannungswandler erzeugt dabei 15W Wärme! (nicht das deine 
Kühlleistung damit komplett vernichted wird)

Autor: Andreas W (Gast)
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Naja den Spannungsregler könnte ich ja locker über einen kleinen zweiten 
Kühlkörper kühlen oder?

Oder hast du ne andere Idee was ich machen könnte?
Leider hab ich hier nur ein 20V 6A Netzteil, und ein kleines 
Testnetzteil das nur bis 1,5A liefert (bis 12V)...das is dann wohl doch 
etwas zu wenig befürchte ich...

Autor: EGS (Gast)
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Hm, da in dem DAtenblatt der Strom mit "imax" angegeben ist und die 
Spannung nur mit "U" denke ich mal, dass die 15 V fest sind und nur die 
Stromstärke entscheident ist. Daher ist es dann so, das die Kühlleistung 
dann von der elektrischen Leistung abhängt.

Also z.B. bei 15,4 V x 4,6 A = 70,84 W

Wirkungsgrad ist dann saumäßig: aus 70,84 W bekommt man dann 41 maximale 
Wärmepumpenleistung also 0,57876905702992...(ich kürz hier mal).

Wenn ich das dann auf eventuelle 3 A umsetze sind das:

(15,4V x 3A) x 0,57876905702992 = 26,739130434782304 W

Man verzeihe mir den Rundungsfehler und eventuell nicht genau 
Wissenschaftlichen Betrachtungen :P

Autor: Andreas W (Gast)
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Hmmm ok also versau ich mir derb den Wirkungsgrad...aber zum Glück bin 
ich kein Öki oder ähnliches...auf deutsch: "egal"...;-)

Fraglich für mich eher nur wäre:
Kann ich einen 15V, 3A Festspannungsregler benutzen oder wird das 
Peltier versuchen mehr Strom zu ziehen und den Regler in einen 
kritischen Bereich treiben?

Reicht es wenn ich auf den Regler einen passiven Kühlkörper schraube, 
oder benötigt der bei voller Leistung auch schon ein aktives Element?

Danke für eure Hilfe!

Autor: Andreas W (Gast)
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Nachtrag:

Oder wäre es nun möglich 2 dieser Spannungsregler zu kaskadieren 
(Parallelschaltung) um eben auf die gewünschten 4,6A bei 15V zu kommen 
(Ich hoffe mal die 0,4V differenz zum Datenblatt machen nichts aus)....

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Peltierelemente haben weitgehen eine Kennlinie wie ein Widerstand. 
Wenn man eine hohe Temperaturdifferenz hat, kommt noch ein eher kleiner 
Spannungsoffset (hier vielleicht 1-2 V) dazu. Bei 3 A Strom wäre sie 
Spannung also etwa 10 V.

Der Wirkungsgrad ist noch etwas schlechter. Auf Grund der Kennlinie, bei 
0 Tmepraturdifferenz und maximaler Leistung gerade 50% (unabhängig vom 
Typ). Die gut 57% oben sind wohl durch Rundungsfehler in den Daten.

Statt einem Regler könnte sogar ein Vorwiderstand reichen. 
Spannungsregler parallel zu schalten ist keine gute idee.  Für die 
Anwedung hier, schon lieber ein Eigenbau aus großem Darlington (z.B. 
TIP142) und einem Poti.

Autor: Soe (Gast)
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Meine Meinung: Dein Spannungsregler wird in der ersten Zeit wahnsinnig 
heiß werden und sich früher oder später verabschieden (entweder stirbt 
er oder aber irgendeine Schutzeinrichtung greift). Eben weil dein 
Element versucht den Strom zu ziehen.
Zwei Regler parallel zu schalten dürfte leider auch nicht funktionieren.
Bleiben noch zwei Möglichkeiten:
1. Eigenen (Schalt-)Netzteil bauen, dass den erforderlichen Strom kann. 
Schaltungen dazu sollten sich hier finden.
2. Fertiges Netzteil kaufen. Ist vermutlich die schnellste und 
günstigste Möglichkeit.

Viel Erfolg und viele Grüße!

Autor: EGS (Gast)
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Also der Vorwiderstand wie bei einer LED wäre zwar die einfachste 
Lösung, ist aber bei der Spannung und Stromstärke schon nen bissel 
teuer. Man bräuchte ja dann nen 40+W Hochleistungswiderstand.

Also eher ne Konstantstromquelle (wenn nötig regelbar) benutzen, da das 
Peletierelement ja wie wir schon bemerkt haben Stromgesteuert ist.

Und einstellbare Spannungregler die als 3 A Stromquelle bei einer festen 
Spannung arbeiten, habe ich in Erinnerung, gibt es auch.

Autor: Ulrich (Gast)
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Ein Petierelement kann man auch über die Spannung steuern, wegen der 
Widerstandsähnlichen Kennlinie.
Ein Schaltregler wäre sicherlich sinnvoll, bei der doch nicht ganz 
geringen Leistung und den eher geringen anforderungen hinsuchtlich 
Störungsarmut.

Autor: Andreas W (Gast)
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Habe noch eine andere Lösung gefunden.
Bin gespannt was ihr von der Idee haltet...
(Ich wills eben so billig als möglich, da ich schon genug Geld für 
andere Teile meines Projekts ausgegeben habe)...

Habe beim Conrad den Spannungsregler LM 350 T gefunden.
Dieser kann min. 3A treiben, schafft laut Datenblatt aber auch mal 4,5A.
Er ist einstellbar von 1,25-33V.

Datenblatt: 
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1...

Auf PDF Seite 5 findet sich ein Beispiel Aufbau.

Was haltet ihr von der Idee, wenn ich einfach die Spannung so einregle, 
das er einfach knappe 3A treibt?

Falls sich jemand wirklich kurz die zeit nimmt sich das anzuschauen:
Danke schon mal! Ihr helft mir wirklich total!

Würde ich für die auf der Seite 5 gegebene Schaltung normale 
Widerstände/Poti benötigen oder auch welche mit mehr Watt Belastbarkeit?

Danke für eure Hilfe und die guten Tipps und Infos!

Lg, Andi

Autor: EGS (Gast)
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Wenn du die PSannung so einstellen willst das er 3 A treibt ist das ja 
schon möglich. Der LM 350T wird das auch mit nem KK mitmachen, aber wenn 
due die spannung so einstelts das sie 3A treibt, ist hier meiner Meinung 
nach eine Konstantstromquelle das nahezu das gleiche, den die regelt die 
Spannung so das der Strom konstant bleibt ;)

Wichtig wird nur den passenden Trafo für die Sekundärseitige blastung 
mit 3 A zu finden...

Autor: Bogumil (Gast)
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Kannst du nicht einfach über PWM Regeln oder nen Dimmer vor den Trafo 
schalten?

Ist doch ein passives Bauelement.

Autor: Hans (Gast)
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Das preiswerteste wäre ein ausgedientes Computernetzteil welches auf der 
12V Leitung ca.4A liefern kann! (bei angenommener lineare Kennlinie 
bräuchte das Element dann ca. 3.6A)

Autor: Ulrich (Gast)
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Bei 3 A wird das Pelierelement keine 15 V sondern nur etwa 10-11 V 
brauchen. Netzteile für 12-14 V findet man eine Menge, z.B. für den 
Betreib von Autoelektronik. Für den Rest könnte es dann ein 
Vorwiderstand tun. Wobei der Widerstand auch ein einfacher Eisendraht 
sein kann,


Wenn man mit Trafo Gleichrichter / Elko arbeitet, dann sollte man den 
Strom duch eine Drossel zwischen Gleichrichter und Elko einstellen, so 
wie das bei einigen Ladegeräten für Bleiakkus gemacht wird / wurde. Das 
gibt keinen nennenswerte Erwärmung, reduziert den Stromreippel und 
erhöht den Leistungsfaktor für den Trafo.

Der LM350 kännte bei 3 A Strom immerhin auf etwa 30 W Verlustleistung. 
Wesenlich über den Nennwert sollte man den Regler auch nicht betreiben.
Man hat ohnehin recht viel spannung über. Man könnte auch 2 Regler 
parallel beteiben, wenn man Widerstände vorsieht, die für eine 
Gleichmäßige Lastverteilung sorgen. Die Widerstände nehmen dem Regler 
dann auch einen Teil der VErlustleistung ab.


Eine Regelung mit PWM ist bei einem Peltierelement nicht gut, denn der 
Nutzeffekt (kühlung) hängt vom mittlernen Strom, die Störende Heizung 
durch den Widerstand aber vom Effektivwert ab. Mit PWM Reglung sinkt 
also der Wirkungsgrad nch weiter ab und kann sogar gegen Null gehen, 
wenn der Strom in den Pulsen mehr als etwa das 1,4 fache des optimaln 
Stromes wird.

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