Hallo, man liest ja immer wieder, dass Peltierelemente einen Stromripple nicht mögen. Oft liest man, dass man 1% Ripple nicht überschreiten soll. Bezieht sich dieses Prozent auf den maximalen Strom oder auf den tatsächlich fließenden? 1% bei 100mA sollte dem Element ja weniger ausmachen, als 1% bei sagen wir mal 5A Nennstrom. Um es mit PWM in allen Lebenslagen wirklich ruhig zu bekommen braucht man sonst ja sehr schnell entweder hohe Frequenzen oder riesen Induktivitäten. VG
Auf den tatsächlich fließenden Strom. Es ist auch nicht so, daß die Dinger keinen Stromripple dürfen. Sie mögen ihn nicht heißt, daß ihr sowieso schon schlechter Wirkungsgrad vor allem bei hohen Temperaturdifferenzen noch schlechter wird. 1% halte ich für etwas übertrieben, aber über 5% könnte ich mir vorstellen, daß dieser Effekt schon merklich zum Tragen kommt. Am schlimmsten ist ungefilterte PWM, in den Strompausen fließt die Wärme ungehindert zurück und muß erneut transportiert werden...
TEC schrieb: > oder riesen Induktivitäten. Oder statt nur einer Induktivität z.B. 2, oder 3, mit Kerkos dazwischen (= (mehrstufiges) Filter nach dem Schaltregler mit Stromregelung). Das wirkt verblüffend stark, mit evtl. <= halber passiver Bauteilmasse wie wenn man nur eine (hohe) L nutzt. Diese Teile baut man ein mal hin, und dafür ist sowohl Peltier-Wirkungsgrad als auch -Haltbarkeit maximiert. Das rechnet sich imho sowohl bei teuren, als auch sehr billigen Peltiers. Weit unter 1% grenzt an "Kosmetik" - aber 5% sind (mir persönlich) schon bedeutend zu viel. 1%, evtl. bißchen weniger, habe ich immer angestrebt (auch erreicht).
alksdjhf schrieb: > Weit unter 1% grenzt an "Kosmetik" - aber 5% sind (mir persönlich) schon > bedeutend zu viel. Da geht es also vorrangig um persönliche Vorlieben? Oder kann man das "Gefühl" irgendwie in konkrete mathematische Zahlen und Formeln und Tabellen packen? Ben B. schrieb: > Am schlimmsten ist ungefilterte PWM, in den Strompausen fließt die Wärme > ungehindert zurück und muß erneut transportiert werden... Das ist dann letztlich auch nichts anderes als ein Tiefpass, denn der Rückfluss ist dank fehlender Stromunterstützung rein passiv und damit langsamer. Wenn also lediglich dieser "Wärmerückfluss" das Problem ist und das Pelztier durch die schnellen Strom-/Spannungssprünge nicht beschädigt wird(*), und auch EMV-mäßig soweit alles gut ist (verdrillte Kabel), dann ist da keine Not für eine Spule. > Sie mögen ihn nicht heißt, daß ihr sowieso schon schlechter Wirkungsgrad > vor allem bei hohen Temperaturdifferenzen noch schlechter wird. Der durch den Energierückfluss schlechtere Wirkungsgrad gilt aber nur für den Teillastbetrieb. Denn wenn letztendlich volle 100% PWM anliegen, dann ist der Grenzpunkt erreicht, den ein geglätteter Strom auch erreicht, das Pelztier sieh reinstes DC und hat den besten (wenn auch immer noch grausig schlechten) Wirkungsgrad, der dann hoffentlich auch ausreicht. (*) und komm mir jetzt keiner mit einer ominösen "Zyklenanzahl". Denn die gibt an, wie oft ein kompletter Temperaturzyklus von delta_t=0 bis max durchlaufen werden kann. Das passiert bei einem thermisch hinreichend trägen Element bei einer Schaltfrequenz mit >100Hz aber sicher nicht.
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Schau dir mal dieses Beispiel an. Auf beiden Seiten 10uH mit 10uF nach Masse. Zusätzlich 10uF parallel zum Peltier in Reihe mit einem Stromsense-Widerstand.. https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/tutorials/1/1757.html
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TEC schrieb: > Oft liest man, dass man 1% Ripple nicht überschreiten soll Humbug. Peltiers funktionieren auch mit direkter PWM. Aber der Wirkungsgrad ist dann noch schlechter als bei Gleichstrom. Und da der Wirkungsgrad sowieso nicht berauschend ist, versucht man PWM zu glätten. Aber wenn 10% Restripple zu 10% schlechterer Wärmepumpleistung führt (geraten), mag das für manche ok sein. 1% muss also nicht unbedingt sein. Du musst wissen, was dir wichtig ist.
Ein PWM Signal verursacht am TEC 2 Probleme: einmal eine Modulation der Temperatur und damit thermischen Stress. Das betrifft vor allem sehr langsames PWM in Richtung 2 Punkt-Regler. Schlimm sind vor allem wirklich große Temperaturhübe, die bei schnellem PWM sowieso nicht erreicht werden. Das 2 Problem ist der reduzierte Wirkungsgrad. Die gewünschte Wirkung geht mit dem mittleren Strom, aber die Verluste sind im wesentlichen Proportional zum RMS wert. Rippel erhöht den RMS-wert. Allerdings geht hier die Amplitude quadratisch ein. D.h. auch 10 % Rippel geben nur rund 1% mehr RMS und damit vermeidbare Verluste (relativ zur Stromaufnahme). Wie kritisch das ist hängt davon ab wie sehr man an die maximale Kühlwirkung heran kommt und es ggf. auf das letzte 1 % ankommt. Die kritische größe sollte Rippel-Anteil zum Quadrat geteilt durch den Wirkungsgrad (je nach Arbeitspunkt etwa 0.5 (kleine Temperaturturdifferenz bis etwa 0.03 (große Temperaturdifferenz)) sein. Oft kann man damit 10% Rippel tolerieren. An der Grenze wären unter 2-5% schon gut. 1% Rippel ist i.A. nicht nötig - da sollte man dann eher über 2 Stufen nachdenken.
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