mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier-Treiber


Autor: Marko Wagner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leute,

ich hätte gerne einen Rat:

Ich möchte eine Peltier-Kühlregelung bauen. Ich benutze einen
µ-Controller als Regler und einen KTY-Widerstand als Temperatursensor.
Als Aktor setze ich ein Peltierelement ein. Das Peltierelement wird in
einer H-Brücke mit vier n-Kanal-MOSFETs betrieben. Die
gegenüberliegenden FETs müssen invertiert werden. Damit die Schaltung
einen guten Wirkungsgrad hat und meine FETs nicht soviel Wärme
erzeugen, sollen diese Puls-Weiten-moduliert werden. Kennt jemand einen
passenden Treiber oder Controller? Am besten einen, den man mit Orcad
simulieren kann.

Gruß Marko

Autor: Sebastian K. (basti)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
Als billigen FET-Treiber hab ich gerade den ICL7667 im Kopf.

Ansonsten hab ich mal irgendwo gelesen, dass Peltier-Elemente was gegen
PWM bzw. häufiges an- und abschalten haben. Inwiefern da auch was dran
ist weiß ich leider nicht.
Zur Not könnte man da aber auch mit nem Kondensator die PWM Glätten und
zu einer Gleichspannung umformen.

...aber Vorsicht...ist nur sogenanntes "Halbwissen" was ich
erzähle...

Autor: Timo Dittmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

also ich habe hier bei mir einfach einen standard L293 verwendet. Das
PWM Signal gibt man dann auf den enable Eingang. Das PWM würde ich
direkt mit uC erzeugen. Bei mir mußte ich leider aus Platz und
Störfestigkeitsgründen auf eine PWM Regelung verzichten, zwei
Komparatoren mit passender Hysterese regeln aber auch ganz gut
(zumindest ausreichend :-).

Allerdings habe ich hier ein sehr kleines Peltier Element (max 16W) um
eine Laserdiode zu kühlen. Eventuell ist für dein TEC der L293 nicht
mehr ausreichend, dann könnte man aber z.B. den L298 verwenden.



Grüße Timo

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also aus der PWM ja/nein Diskussion halte ich mich mal raus, obwohl ich
mal vermute das PWM den Wirkungsgrad verschlechtert weil in der Auszeit
Waerme auf die kalte Seite zurueckfliesst.

Ich wusste aber mal gerne warum ein Peltier-Element eine H-Bruecke
braucht.....

Olaf

Autor: Detlef _a (detlef_a)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Habe die Erfahrung gemacht, daß das Peltierelement schlechter zu kühlen
ist als die Treiber. 150W von der Fläche zweier Briefmarken
wegzubringen ist nicht trivial, da dürfte eher das Problem liegen.

Cheers
Detlef

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moment mal, willst Du mit Deinem Peltier kühlen oder auch heizen?

Bei nur Kühlen brauchst Du nur eine normale PWM-Stufe (=1 Fet + Diode)
und eine Speicherdrossel zur Stromglättung.

Erst für Kühlen und Heizen brauchst Du eine größere Endstufe.
Das kann  eine klassische Gegentakt-Endstufe mit symmetrischer
Versorgungsspannung  oder  eine H-Brücke sein.

Einen PI/PID-Regler kann man wesentlich steiler / schneller
konfigurieren, wenn er kühlen und heizen kann. Das bedeutet aber
wesentlich mehr Aufwand und schlechteren Wirkungsgrad.

Zur Schaltung habe ich mal eine Application Note gelesen, habe ich in
der Arbeit... kann ich morgen posten.

Autor: Thilo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Profi:
Eine Temperaturregelung mit PID-Regler macht keinen Sinn => langsamer
Regelprozess.

Den PWM mit Kondensator glätten bedeutet einen qualitativ hohen Aufwand
an Material. Bei der Impulsbelastung legen die meisten
billig-Kondensatoren (Elkos) schnell die Ohren an!
Als Highside-Driver für die N-Kanal-MOSFET's empfehle ich den LTC1155.
Nicht ganz billig aber gut! Und Du willst wohl mit dem Teil nicht in
Serie gehen oder?

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Thilo:
"Eine Temperaturregelung mit PID-Regler macht keinen Sinn =>
langsamer
Regelprozess."
Wie bitte?
Was hat die Regelgeschwindigket mit einem PID zu tun? Das ist doch
gerade die Stärke von PID-Reglern, dass sie träge Regelstrecken *ohne
nennenswertes Überschwingen  und ohne P-Differenz* in Griff bekommen.


google nach
peltier "h-bridge" driver
oder
peltier h-brücke
z.B.:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_en...

http://www.iop.org/EJ/article/0957-0233/7/11/015/e61113.pdf

http://archive.chipcenter.com/circuitcellar/decemb...

Autor: Hauke Radtki (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peltierelemente haben sogar etwas gegen restwelligkeit. Irgendwo im
Internet gibt es von einem Hersteller oder so einige PDFs zu
Peltierelementen und deren Eigenschaften und Verwendung. Dort ist auch
eine Formel die den Wirkungsgrad im bezug zur Restwelligkeit ausdrückt.
Mit einem direkten PWM signal ohne Glättung drauf gehen wirkt sich nicht
nur in einem schlechteren Wirkungsgrad aus, sondern das ganze
Funktioniert erst garnicht(Ist auf jeden fall meine Beobachtung), das
Element wird nur noch warm.

Autor: Dieter Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zum Einfluss der Welligkeit des Speisestromes siehe

http://www.efindon.de/efindon/pdf/peltier_elemente...

Seite 13

Autor: Thilo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hatten mit E&H Feuchtemessungen (älterer Typ für Kernkraftwerke) schon
einige Erfahrung mit Peltierelementen gesammelt:
mit diesen Teilen wird ein kapazitiver Feuchtesensor mittels
Peltierelement gekühlt bis die Taupunkttemperatur (=> entsprechende
Betauung am Sensor) erreicht ist. Dabei hat sich herausgestellt dass
schon ein geringer D-anteil der Temperaturregelung dazu geführt hat
dass der Sensor vereist ist. Die Peltierelemente sind sehr träge und
müssen dementsprechend langsam und vorsichtig geregelt werden. Das nur
zum Thema PID-Regler für langsame Prozesse. Wie sich die Dinger bei
PWM-Ansteuerung verhalten weiß ich nicht, jedenfalls fließen hohe
Ströme, das efordert verstärkte Aufmerksamkeit bei PWM!

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Thilo: Dann waren die anderen Parameter nicht passend. Aber ich weiß,
der D-Anteil ist mit Abstand am schwierigsten einzustellen.

@Hauke & Dieter:
Die Welligkeit hängt ja von der Höhe der Versorgung, des
PWM-Verhältnisses, dem Widerstand und vor allem der Frequenz und der
Induktivität ab. D.h. mit passender Frequenz und Speicherdrossel kannst
Du die Welligkeit beliebig klein machen.

So wie der Kondensator versucht, die Spannung (unabhängig vom Strom)
konstant zu halten, versucht die Spule, den Strom (unabhängig von der
Spannung) konstant zu halten.

Da das Peltier im wesentlichen ein ohmscher Verbraucher ist, ist die
Spannung in etwa proportional zum Strom, also konstant.

Autor: Martin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wieso soll sich der Wirkungsgrad durch die Welligkeit verschlechtern???
Das Diagramm sagt doch nur, dass mit zunehmender Welligkeit DeltaT
immer kleiner wird, was ja auch logisch ist, weil weniger Leistung
zur Verfügung steht.

Autor: ??? (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...ev war ja der mögliche Wirkungsgrad gemeint. Denn mit der Spannung
kann man ja nicht weiter hoch und den Strom macht das PE. Also wenn der
Strom nicht mehr 100% der Zeit fließt, gibts auch nicht den vollen
möglichen Wirkungsgrad...

Autor: Marko Wagner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank, Jungs, für die zahlreichen Antworten,

die H-Brücke benutze ich natürlich, um das Peltierelement zu kühlen und
zu heizen. Vor und hinter dem Peltierelement benutze ich je ein
LC-Glied, um die die Ströme zu glätten.
Das permanente Ein- und Ausschalten trägt sonst zur Verkürzung der
Lebenszeit der Peltierelemente bei.
Die PWM-Frequenz werde ich höher als die höhrbaren Frequenzen wählen,
damit die Elkos den Lärm nicht wiedergeben.
@sebastian knödler - Danke für den Tip, der sieht schon gar nicht so
schlecht aus.
@timo-dittmer - den L293 habe ich zufällig in meiner Grabbelkiste, den
werde ich mal ausprobieren. Mal sehen, ob er das Gateoxid schnell genug
entladen kann. Ansonsten kann ich ja Shottkys einsetzen. Danke!
@olaf - im Peltierelement wird der Strom aufgrund meines LC-Gleides
nicht pulsweise fließen.
@detlef a. - mein Peltierelement besitzt einen Kühlkörper und
entsprechenden Lüfter, um die Wärme beim Kühlen abzuführen.
@Profi - Wie oben schon erwähnt, möchte ich beides. Mein µController
wird entweder ein PI, oder PID-Regler werden. Muss ich mal
ausprobieren.
@Thilo - Ich entwickle erstmal einen Dummy und anschließend geht`s in
Serie. Ich werde den LTC1155 aber trotzdem probieren. Mit dem kann ich
zwei MOSFET´s mit einem Kanal antreiben. Danke für den Tip.

Wichtig ist, dass ich die FET's gleichzeitig betreibe, um keine
Kurzschlüsse zu verursachen. Gibt es hinsichtlich dieser Thematik noch
einen Tip?

Gruß Marko

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
http://www-s.ti.com/sc/psheets/slua202a/slua202a.pdf

http://archive.chipcenter.com/circuitcellar/decemb...

google nach  peltier driver  oder  peltier bridge

Treiber: HIP4080, HIP4081, HIP4082 haben eine einstellbare Totzeit.


Zwei Drosseln und Kondensatoren? Warum nicht je eine/n? parallel zum
Peltier, Spule seriell.

L293  gäähn - uralt.  L6203 und Konsorten haben FET-Endstufen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.