Mahlzeit allerseits Folgendes Vorhaben: Ich möchte mit einem Peltierelement eine Temperatur einregeln. Es gibt von Maxim zwar TEC-Controller-ICs, die aber aus Kostengründen nicht in Frage kommen: Die benötigen noch allerhand zusätzliches Beschaltungsmaterial, und soweit ich mir das stichprobenartig angesehen habe, werten diese PT1000 aus - ich bin allerdigs auf PT100 festgelegt. Ich wollte mal fragen ob das jemand schonmal erfolgreich anders gelöst hat. Mein aktueller Entwurf sieht einen PI-Regler aus OPVs vor, eine schmittriggergesteuerte Vollbrücke um die Stromflußrichtung zu ändern und vor der Vollbrücke die Spannung einzustellen. Jetzt suche ich ein IC, das mir einen Buckkonverter steuert und die Ausgangsspannung eben nicht auf einen fixen Wert regelt, sondern sich einen Sollwert vorgeben läßt. Kennt jemand eines? Oder wenigstens ein IC, das ein Spannungssignal in ein PWM-Signal umsetzt? Ich könnte zwar theoretisch auch den Strom regeln, aber das wird wohl aufwendiger. Ich hab auch schon darüber nachgedacht, den Abwärtswandler einfach mit einem schnöden Scmittrigger anzusteuern. In der Simulation funktioniert das, aber hat das schonmal jemand in der Realität zum Laufen gebracht? Oder hat jemand andere Vorschläge? Gruß
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Du musst nicht den Strom regeln. Es reicht die Temperatur zu regeln und als Stellglied den PWM duty cycle des step down zu beeinflussen. Den Parametern des PI Reglers ist es egal ob sie Strom oder duty cycle regeln. Damit tut es als Stellglied aus einer Analogspannung ein normaler spannungsgesteuerter Dimmer
1 | +------------------------+---+------------ +U (stabil) ----------+ |
2 | | | | 1N4148 | |
3 | | +--------+ | | +-----+-- +U (maximalstrombegrenzt) --|>|--R--+ Vorwiderstand je nach Spannungsdifferenz zur Z-Diode |
4 | 10k | | | | | | | beachte Strom durch Rv, der muss geliefert werden können |
5 | | | 10k 10k | | Motor oder Glühlampe | |
6 | +--+--|+\ | | | | | | |
7 | | | >--+ | | +-|<|-+ Freilaufdiode | |
8 | | +--|-/ | | | | | |
9 | | | LM358 10k v --10k--+--|+\ | | |
10 | | | | | | >--Rv--|< NPN oder NMOSFET ZD9V1 | |
11 | | +--------+------------(--|-/ |E oder S +--|>|--+ |
12 | | | | | | | | |
13 | 10k 470nF 10k | | | 100u |
14 | | | | | | | | |
15 | +-----------+------------+---+---------+-- GND --+-------+ |
(ohne Motor, Peltier mit Polwender stattdessen).
MaWin schrieb: > Peltier mit Polwender stattdessen Und Glättungsdrossel, mit der Freilaufdiode ergibt sich ein buck Konverter, Tiefsetzsteller..
Wühlhase schrieb: > Jetzt suche ich ein IC, das mir einen Buckkonverter steuert und die > Ausgangsspannung eben nicht auf einen fixen Wert regelt, sondern sich > einen Sollwert vorgeben läßt. Das machst du am einfachsten, indem du deinen zum Messen bzw. Regeln verwendeten OpV per Widerstand auf den Summationspunkt des Schaltreglers (zumeist als Rückkopplungs- oder Meß- oder Regel-Eingang bezeichnet) einwirken läßt. Die Widerstandsverhältnisse (Spannungsteiler von der Ausgangsspannung her und der zusätzliche Widerstand zum Temperaturregeln vom OpV her) muß du dir aber selber ausrechnen. Nicht dabei übertreiben, denn manche Schaltregler benehmen sich komisch, wenn sie an diesem Eingang null Volt oder zu schnelle Flanken sehen. Dann schlägt bei manchen eine Überstromschaltung oder der Sanftanlauf zu. W.S.
Schade, das Forum hat aus MaWins Schaltplan ASCII-Salat gemacht. Kannst du das als Bild reinstellen? War das als Dreieckspannungsvergleich gedacht? Daran dachte ich schon, aber ich hab gehofft irgendeine Firma hätte das schonmal in ein IC gegossen. Ein Spannungsverhältnis nach PWM zu konvertieren ist doch nun eigentlich auch nicht so selten...oder? Die Temperaturregelung ist bei meinem Projekt nur ein Nebenkriegsschauplatz, und ich wollte da eigentlich nicht allzuviel Analogkram herumbasteln. Ansonsten hätte ich das auch mit einem Mikrocontroller machen können (jaja, sofern man einen zu kaufen bekommt), aber soviel Aufwand wollte ich für so etwas simples nicht treiben. W.S. schrieb: > Das machst du am einfachsten, indem du deinen zum Messen bzw. Regeln > verwendeten OpV per Widerstand auf den Summationspunkt des Schaltreglers > (zumeist als Rückkopplungs- oder Meß- oder Regel-Eingang bezeichnet) > einwirken läßt. Kennst du einen passenden IC? Die, die ich so kenne, haben zwar einen Rückkopplungseingang (normalerweise per Spannungsteiler an die Ausgangsspannung angebunden), aber wenn ich an dem von außen rumziehe wird mir das sehr wahrscheinlich um die Ohren fliegen. Oder nur langsam gegen den Sollwert konvergieren.
Wühlhase schrieb: > Schade, das Forum hat aus MaWins Schaltplan ASCII-Salat gemacht. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25
Ein fertiges Peltier IC benoetigt sicher weniger Schaltungsaufwand wie eine selbstgestrickte analoge Loesung. Ich habe den ADN8830 eingesetzt, welcher nun durch den ADN8835 abgeloest wurde. Die Wahl des Sensors ist offen. Ich empfehle uebrigens einen NTC, wenn keine absolute Genauigkeit, dafuer eher Stabilitaet gefordert wird. Der NTC bringt mehr Signal aus dem Sensor Ich habe auch schon den LTC1923 getestet. Auch hier ist die Wahl des Sensors offen. Meine heutigen Loesungen verwenden allerding einen AVR Controller und einen externen ADC. Man ist flexibler damit.
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MaWin schrieb: > Du musst nicht den Strom regeln. Es reicht die Temperatur zu regeln und > als Stellglied den PWM duty cycle des step down zu beeinflussen. Die Aussage verstehe ich technisch nicht. Der Strom ist ja die Größe, mit der man die Kühlleistung und damit die Temperatur beeinflusst. Also muss man doch den Strom regeln, weil der die Stellgröße ist. (?) How ever - grundsätzlich würde ich keine analoge Regelungstechnik im Sinne von OP´s mehr aufbauen. In Software kann man einfach was ändern, flashen, ausprobieren, bei Hardware ist man immer an löten. Daher währe mein Ansatz / Vorschlag : Eine Buckconverter Topologie zu nehmen - je nach gewünschter Professionalität ein PCB designen, oder bei so einen Bastelconverter das IC runterlöten und durch einen FET erstzten, den von einem Gatetreiber treiben lassen. Dazu gibts nen Shunt und einen ATTiny861. Das ist zwar ein 8Bit-Zwerg, hat aber ein paar Peripheral-Features, die für diese DC-Anwendungen gut sind: interne 64MHz PLL, die auch vom internen 8Mhz Oszilator leben kann, differentielle ADC Eingänge und ADC-Gains, 1x, 8, 16x, 32x Was er leider nicht hat, ist eine komplette UART Einheit... Er hat diese USI, die sich auf SPI trimmen lässt, oder zu ner UART verbasteln lässt. Vielleicht gibts auch irgendein Arduino-"enable-tes" Board, was die nötigen HW-Features hat und man flott zum Ziel kommt.
Jasson J. schrieb: > Die Aussage verstehe ich technisch nicht. Tja. > Der Strom ist ja die Größe, > mit der man die Kühlleistung und damit die Temperatur beeinflusst. Ja > Also > muss man doch den Strom regeln, Nein. Free your mind. Auch der PWM Tastgrad beeinflusst die Kühlleistung. Je nach PWM Tastgrad wird sich ein anderer Strom und damit andere Kuhlleistung einstellen. Man muss dazu nicht wissen, wie hoch der Strom ist, so lange PWM und Strom monoton voneinander abhängen. Damit braucht man keinen Schaltregler, weder als Spannungstegler noch als Stromregler. Diese zweite Regelung innerhalb der Temperaturregelschleife ist schlicht überflüssig, mehr noch, macht Probleme. Es reicht, die Temperatur bzw. den Pt100 Widerstandswert mit einem Sollwert zu vergleichen und damit zu regeln. Als Stellglied reicht ein Schalter der prozentual eingeschaltet wird. Und als Glättung zum Peltier eine Spule mit Freilaufdiode.
>Je nach PWM Tastgrad wird sich ein anderer Strom und damit andere >Kuhlleistung einstellen> Es stellt sich ja nur ein anderer mittlerer Strom ein. Der Strom während den AN-Phasen ist der gleiche, wie statisch an, ohne PWM. Ohne das selbst explizit recherchiert zu haben, habe ich im Ohr, dass Pelltier´s keine Fan´s von PWM sind, bzw. es darauf ankommt. So weit ich weiß, geht die Kühlleistung nicht linear mit dem zugeführten Strom und kehrt sich ab einem gewissen Punkt sogar wieder um. Aber wahrscheinlich hast du Recht, je nach Anwendungsfall (Kühlbox) könnte es auch genug sein, einen Arbeitspunkt ein zu stellen und den im PWM-Style an und aus zu schalten.
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Jasson J. schrieb: > Ohne das selbst explizit recherchiert zu haben, habe ich im Ohr, dass > Pelltier´s keine Fan´s von PWM sind, bzw. es darauf ankommt Und ohne meinen Beitrag gelesen oder verszanden zu haben greifst du schon Mal in die Tasten. In welchem Kindergarten sind wir eigentlich ? Die inzwischen 2 mal erwähnte Spule und Freilaufdiode vor dem Peltierelement macht aus PWM einen glatten Strom mit dem das Peltier gut leben kann. Ein step down Schaltregler ohne Regler, ein Tiefsetzsteller.
Wühlhase schrieb: > Kennst du einen passenden IC? > Die, die ich so kenne, haben zwar einen Rückkopplungseingang > (normalerweise per Spannungsteiler an die Ausgangsspannung angebunden), > aber wenn ich an dem von außen rumziehe wird mir das sehr wahrscheinlich > um die Ohren fliegen. Oder nur langsam gegen den Sollwert konvergieren. Hab ich dir nicht geschrieben, daß du an genau diesem Eingang herumziehen sollst? Und daß du das vorsichtig tun sollst, damit der Schaltregler sich nicht daneben benimmt? Also nicht bis Null herunter oder über den vom Schaltregler vorgegebenen Maximalwert herauf und keine schnellen Flanken. Also, eigentlich alle Regler-IC, die ich bislang verbaut habe, funktionieren damit. Allerdings sind wohl solche zu bevorzugen, die mit externen FET arbeiten - schließlich geht es hier um Ströme bis zu so etwa 10 Ampere. An potenten FET findet sich eine Menge und es gibt auch Doppel-FET's im SO8, so daß du nicht allzu viel an LP Fläche damit verbrauchst. W.S.
Danke für den Link, Hinz. Purzel H. schrieb: > Ein fertiges Peltier IC benoetigt sicher weniger Schaltungsaufwand wie > eine selbstgestrickte analoge Loesung. Ja, das sehe ich ganz genauso. Ich will aber nach aktuellem Stand mindestens sechs Peltierelemente separat einregeln, da kommen die 30-Euro-ICs von Maxim einfach nicht in Frage. Danke für die Hinweise auf den ADN8835 und LTC1923. Da hab ich zwar dasselbe Problem wie mit den ICs von Maxim, aber immerhin trotzdem etwas Auswahl. Beim LTC gefällt mir, daß er die Transistoren extern hat...gut um größere Ströme zu treiben. Purzel H. schrieb: > Meine heutigen Loesungen verwenden allerding einen AVR Controller und > einen externen ADC. Man ist flexibler damit. Tatsächlich denke ich auch darüber nach...vermutlich wird es wohl doch auf so eine Lösung hinauslaufen.
Oh, hier hat sich ja noch viel mehr getan...ich komm später nochmal wieder.
Jasson J. schrieb: > Die Aussage verstehe ich technisch nicht. Der Strom ist ja die Größe, > mit der man die Kühlleistung und damit die Temperatur beeinflusst. Also > muss man doch den Strom regeln, weil der die Stellgröße ist. (?) Ich hab ihn schon verstanden, auch wenn ich mich da etwas unglücklich ausgedrückt habe. An ein eigenständiges Regel-IC hab ich deshalb angedacht weil ich hoffte, daß es so etwas gäbe. Notwendig ist das natürlich nicht. Am Ende stellt der Regler irgendeine Größe ein, sei es eine Spannung oder ein Pulsbreitenverhältnis, bis die Temperatur am Sensor wieder stimmt. Das ist eigentlich das Schöne an einem Regler (wenn die nur nicht teilweise so schwierig zu parametrieren wären, wobei es bei PT2-Systemen ja einfache Verfahren gibt). Ich möchte den Analogaufwand jetzt aber auch nicht allzusehr ausufern lassen, sonst wird das TEC-IC am Ende doch noch die günstigere Lösung (und funktioniert ganz bestimmt besser). Die Kühlleistung verschwindet dann übrigens dann vollständig, wenn die Stromwärmeverluste an der Kaltseite den möglichen Wärmetransport übersteigen. Dann heizt man auf beiden Seiten. Näheres dazu steht übrigens hier, falls das mal jemand braucht: https://quickcool-shop.de/pdf/bibliothek/peltierelement/51-goldene-Regeln-zum-thema-peltierelement.pdf Es geht übrigens nicht um eine Kühlbox, sondern ich möchte etwas TO-220-artiges (Präzisionswiderstand in einem ähnlichen, etwas größerem Gehäuse, mit integriertem Thermistor) auf einer konstanten Temperatur halten. Ca. 3-5W müssen da raus, aber die Temperatur muß konstant bleiben - unabhängig von der Leistung, die das Teil aufnimmt. W.S. schrieb: > Hab ich dir nicht geschrieben, daß du an genau diesem Eingang > herumziehen sollst? Ja, hast du. Ist mir aber trotzdem zu wackelig um das einzusetzen, wenn es funktionieren soll. Ich werde es aber mal ausprobieren, wenn ich mal wieder einen normalen Schaltregler baue.
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