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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistungswiderstand/Heizelement für Kühlkörpermontage


Autor: asdf (Gast)
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Hallo,

für die mikrocontrollergesteuerte Beheizung einer Apparatur auf ca. 
100°C benötige ich zwei Heizelemente (230V AC, min. je 200W, plane 
Montagefläche max. je ca. 70x60mm, Höhe relativ unkritisch, Serien- oder 
Parallelschaltung, Schraubbefestigung). Die Heizleistung sollte sich mit 
der Temperatur nicht extrem ändern, aber ein paar % wären nicht kritisch 
(PTC geht z.B. nicht). Die Montage erfolgt auf eine plane Metallfläche 
die zu beheizen ist.

Ich habe bisher folgendes gefunden:
1) Lastwiderstände im Alu-Gehäuse bis 300W:
  => bei 100°C ist nicht mehr
     die volle Leistung zulässig,
     daher keine 200W auf dieser Fläche
2) Lastwiderstände im Gehäuse TOxyz:
  => bei 100°C ist nicht mehr die volle
     Leistung zulässig
  => Anschluss der Versorgungsspannung "unschön"
3) Bremswiderstand, z.B. Isabellenhütte
  BRM (200W) oder BRQ (300W):
  => sieht eigentlich ideal aus
  => keine Leistungsreduktion erforderlich
  => relativ teuer (>30€), geht aber notfalls noch
  => keine Bezugsquelle für Privatkunden gefunden
4) PTC-Heizelemente
   => extreme Streuung des Widerstands möglich
   => Temperaturbereich passte nicht

Kennt jemand eine privat nutzbare Bezugsquelle für einen solchen 
Heizwiderstand bzw. ein (eigentlich ganz einfaches) Heizelement? Die 
gute Temperaturunabhängigkeit der o.g. Beispiele ist nicht erforderlich, 
solange es sich nicht z.B. um eine extreme PTC-Charakteristik handelt.

Autor: R. Freitag (rfr)
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Kann man das nicht mit Transistoren oder MOSFETS beheizen? Mit "N3055 
braucht man 2 Stück, eventuell auch einen mehr. Die verlustleistung von 
130 W reicht aus, um deine Anforderung zu erfüllen. Eine Ansteuerung 
brauchts aber noch.

Robert

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Auch wenn die widerstaende bei 100 Grad nicht mehr die volle Leistung 
bringen ... dann eben mehr davon nehmen. Kosten ja nicht die welt.

Autor: asdf (Gast)
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Das wäre natürlich eine Idee, mir fällt aber (zumindest auf Anhieb) 
keine sichere Ansteuerung ein die dauerhaft und zuverlässig verhindert, 
dass die Leistung bei irgendwelchen Störungen kurzzeitig gegen unendlich 
geht.

Beim 2N30155 würde auch die Spannungsfestigkeit nicht ausreichen und der 
relativ große Basisstrom müsste auch irgendwo erzeugt werden. Bei 100°C 
Gehäusetemperatur kann er auch nur noch 67W, aber das wäre bei dem 
geringen Preis das geringste Problem. Von der Befestigung her käme evtl. 
ein "flacher" Transistor (TO220 oder eben eine größere Variante) in 
Frage, da ich auf der Fläche zwar Dinge festschrauben kann, aber nicht 
die Stromanschlüsse durchführen.

Autor: R. Freitag (rfr)
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hallo,

eine Pulsweitensteuerung geht mit einem NE556 sehr einfach. Die Basen 
der Transistoren legst du auf ein Konstantpotential und die Kollektoren 
werden mir der PWNM beaufschlagt. Ein Sensor liefert die aktuelle 
Temperatur und erlaubt es, die PWM nachzuregeln.

Das muss dann eben skaliert und vom AVR eingelesen werden.

Gruss

Robert

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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asdf schrieb:
> Hallo,
>
> für die mikrocontrollergesteuerte Beheizung einer Apparatur auf ca.
> 100°C benötige ich zwei Heizelemente (230V AC, min. je 200W, plane
> Montagefläche max. je ca. 70x60mm, Höhe relativ unkritisch, Serien- oder
> Parallelschaltung, Schraubbefestigung). Die Heizleistung sollte sich mit
> der Temperatur nicht extrem ändern,


Schau doch  mal unter "Schaltschrankheizung". Gibt es als Elemente 
dieser Größe  z.B. von Rittal. Leistungsspektrum ab 10 W bis hoch zu 
einige 100 W, für 230V AC und mit allen Konformitätsprüfungen.

Regelung kannst Du daran selber anbauen, so wie Du es benötigst.



Und für DIY & hardcore Recycler: Die Einzelheizelemente z.B.  eines 
Siemens-Backofens haben je 200 bis 300W, und Temperatur bis über 250 
Grad Celsius ist zulässig. Oder halt die Grill-Spirale rausbauen und 
um-nutzen ,-)

Autor: asdf (Gast)
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Transistoren würde ich gerne nur im absoluten Notfall nutzen, da durch 
die isolierte Montage (inkl. Schrauben) die Leistungsabgabe nochmal 
reduziert wird und außerdem eben eine isoliert aufgebaute Stromregelung 
erforderlich ist.

Die Regelung der Temperatur ist kein Problem, das macht ein kleiner 
ATMega128 mit einem PT1000 und einem kleinen Solid-State-Relais mit 
Pulspaketsteuerung. Die Heizleistung muss jedoch im Arbeitspunkt 
einigermaßen bekannt sein, um die Regelparameter einstellen zu können.

Aktuell verwende ich testweise stabförmige Halogenglühlampen (2x 300W in 
Reihe ergibt ca. 200W, also die Häfte der gewünschtebn Leistung), die 
diesen Betrieb natürlich nicht all zu lange überleben. Die verletzen 
zwar die o.g. Platzangabe, da sie sehr schmal sind geht das jedoch 
gerade noch und die Länge kommt gerade noch hin. Ich konnte keine 
Heizelemente finden, die auf diesem Platz montierbar sind. Selbst ein 
Heizelement zum selberbiegen ist mit minimal gefundenen 500mm kaum so 
"zusammenzufalten", dass es passt.

Gibt es die Schaltschrankheizungen auch für Wärmeabgabe auf eine 
Metallfläche (statt Beheizung der Luft)? Die ersten die ich gefunden 
habe heizen wohl die Luft über Heizdrähte auf, ich werde aber 
weitersuchen.

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