Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche Funktion haben M1 und M2 in dem Schaltbild?


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von Besucher (Gast)


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Hallo,

wenn es möglich wäre eine kurze Erklärung dafür zugeben wie diese 
Schaltung funktioniert. (Ist eine PWM-Ansteuerung für ein 
Peltierelement) Insbesondere mit Bezug auf die beiden Mosfets, warum 
benötigt man 2? Wäre sehr hilfreich für mich. Die Funktion der 
restlichen Teile hier ist mir klar. Danke!

von Kevin M. (arduinolover)


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Das ist ein synchron Buck Konverter, M2 ersetzt die Diode die man 
normalerweise hat um die Effizienz zu erhöhen.

von Andreas F. (andgset)


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Kevin M. schrieb:
> M2 ersetzt die Diode die man
> normalerweise hat um die Effizienz zu erhöhen.

Jein, M2 ersetzt die Diode und wird eingesetzt um gegenüber der Diode 
die Effizienz zu erhöhen (--> Spannungsabfall nur über Rdson statt 
konstat 0,4V ... 0,7V).

Weiterer Vorteil: Wenn du das Peltierelement zwischen zwei der oben 
gezeigten Wandler klemmst und beide Wandler auf Vcc/2 betreibst (d.h. 
kein Strom durch das Element), kannst du sowohl kühlen, als auch heizen. 
Das geht nur wenn M2 anstelle einer Diode verwendet wird, da der Wandler 
dann auch in der Lage ist als Stromsenke zu fungieren.

tldr; M2 ersetzt Diode zur Effizienzerhöhung, Wandler ist in der Lage 
auch als Stromsenke eingesetzt zu werden.

von Besucher (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Kevin M. schrieb:
>> M2 ersetzt die Diode die man
>> normalerweise hat um die Effizienz zu erhöhen.
> Weiterer Vorteil: Wenn du das Peltierelement zwischen zwei der oben
> gezeigten Wandler klemmst und beide Wandler auf Vcc/2 betreibst (d.h.
> kein Strom durch das Element), kannst du sowohl kühlen, als auch heizen.
> Das geht nur wenn M2 anstelle einer Diode verwendet wird, da der Wandler
> dann auch in der Lage ist als Stromsenke zu fungieren.


D.h. mit der vorliegenden Schaltung könnten man Kühlen und Heizen ohne 
weitere Technik wie eine H-Brücke hinzuzufügen?

von Kevin M. (arduinolover)


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Nein du brauchst zwei davon wenn du den Stromfluss in beide Richtungen 
regeln willst. Ohne H-Brücke geht beides nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Nein du brauchst zwei davon wenn du den Stromfluss in beide Richtungen
> regeln willst.

Sind doch zwei ;-)

Besucher schrieb:
> schematic_peltier_control_current.jpg
> schematic_peltier_control_current.jpg

> Ohne H-Brücke geht beides nicht.

Das sind zwei halbe H-Brücken, i.e. zusammen eine ganze.

von Andreas F. (andgset)


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Kevin M. schrieb:
> Nein du brauchst zwei davon wenn du den Stromfluss in beide Richtungen
> regeln willst. Ohne H-Brücke geht beides nicht.

Genau, siehe Abbildung. Wenn du die PWM-Signale A und B dann auch noch 
phasengleich ausrichtest (Neudeutsch "Center-Aligned-PWM") minimierst du 
die Rippelspannung über dem TEC,siehe 2. Abbildung: V(dc10) und V(dc90) 
sind die Ansteuerspannungen mit 10% und 90% Tastgrad, V(dc10o) und 
V(dc90o) die Ausgangsspannungen an den TEC-Klemmen.

In schwarz ist die Differenzspannung, also die Spannung über dem TEC 
geplottet, in grau die TEC-Spannung geplottet, die sich bei Verwendung 
von nur einem Abwärtswandler mit gleichem LC-Filter ergeben würde. 
Dieser hat einen Tastgrad von 80% und führt zur gleichen mittleren 
TEC-Spannung. Wie man sieht ist die Restwelligkeit wesentlich größer.

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