Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Peltierelement über FET, wie regeln?
Hallo ihr Robotiker!
Habe ein kleines Projekt (kleine spielerei): Ein Pelier-element über PWM zu steuern!
Dazu habe ich 2fragen:
Ist es überhaupt möglich PWM über FET's zu verstärken? (habe leider bis heute keinerlei erfahrungswerte mit fets) und wenn ja, bitte ich um ein beispiel optional optimal mit schaltplan ;)
und frage 2 ist es überhaupt möglich ein peltier-element über PWM zu steuern? ich weis in diesem sektor gibt es leider sehr wenige leute mit erfahrung aber ich versuchs hier trotzdem mal :P
ich hoffe mir kann geholfen werden!
mfg
m@zzää
squelver
06.10.2006, 20:47
Wozu willst du ein Peltierelement mit PWM ansteuern?
Was willst du damit erreichen? Verpolung geht nicht.
Wenn normal Spannung anliegt, ist eine Seite warm und eine kalt.
http://www.quick-cool.de/peltier/index.html
http://www.profiction.de/htm/pc_cooling.php?sid=e3d8d8111c995386077cf1d80a63e8e c
http://www.detlef-moeller.de/wasserkuehlung/wasserkuehlung1.htm
ich will die leistung regeln ;)
und da sowieso eine c-control für die anderen sachen benötigt wird und ich einen PWM ausgang frei habe will ich es damit realisieren
squelver
06.10.2006, 21:12
Ich hab hier was für dich:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=25765&page=1&category=all&order=time&descasc=DESC
mhm PWM scheidet also aus -.-
gibt es eine andere möglichkeit das peltier mit einer c-control anzusteuern? habe leider nüsse erfahrung bin neu in der branche ;)
squelver
06.10.2006, 21:20
Mit PWM kenne ich mich auch noch nicht aus, aber mit Peltierelementen hab ich mich schon beschäftigt. Wie wäre es mit nem elektronischen/ digitalen Spannungsregler?
Oder nem digitalem Widerstand?
http://www.conrad.de/script/ee_poti_x9c104.sap
Bei einem Peltierelement hat man den besten Wirkungsgrad beim kleinsten Strom mit dem man die erforderliche Kühlleistung erreicht.
Der Wirkungsgrad ist schlechter wenn man abschnittsweise stärker kühlt und das durch Pausen ausgleicht.
Damit ist es einfach: Man nimmt PWM über eine Drossel geglättet zur Ansteuerung.
Manfred
man könnte doch über den digitaöpoti theorethisch einen lm317 ansteuern oder?
squelver
07.10.2006, 15:43
Vom Verständnis her, würde ich sagen "ja", aber wie, da muss ich passen 8-[
nunja die digitál-potis gehn nur bis max.100ohm da is nix mit lm317 oder gibts da eine möglichkeit?
hi,
pwm signal üb ne drossel und nen fetten c parallel, und du hast nen regelbare gleichspannung.
mfg jeffrey
wie ne drossel? das problem ist das peltier zieht gute 15-18ampere da tu ich mir bei der dimensionierung schwer
ihr meint wohl quasi einen "ladestrombegrenzer" für den c
Man kann sich auch nen Digitalpoti recht einfach "bauen" ist in den meisten Datenblättern von Einstelbaren Spannungsreglern beschrieben.
andere sache: wo krieg ich einen 20A spannungsregler her? ^^
ba4_philipp
07.10.2006, 18:07
Du könntest auch deine PWM einfach mit einem RC Tiefpass glätten und damit dann in einen OP und der OP steuert dann deinen FET linear an, so habe ich mal eine Laderegelung für einen Gel Akku gebaut, bei dem es auf wenig Spannungsdifferenz zwischen ein und Ausgang ankam. Den Strom hab ich mit einem Shunt gemessen und die PWM dann dementsprechend eingestellt. Durch den OP hat man zum einen den Vorteil, dass man den FET mit mehr als 5V am Gate ansteuern kann und braucht gleichzeitig kein Filter das den Strom aushält, weil hinter der Glättung nur der hochohmige OP hängt.
Gruß Philipp
PS: Bei dir wäre es vielleicht sogar sinnvoller nicht den Strom sondern direkt die Temperatur zu regeln. Wäre so ja aber auch kein Problem
PS: Bei dir wäre es vielleicht sogar sinnvoller nicht den Strom sondern direkt die Temperatur zu regeln. Wäre so ja aber auch kein Problem
Hö? Wie direkt die Temperatur regeln ^^
Mein Plan war ja das die C-Control die temp misst und dann das peltier dementsprechend regelt bzw. stabilisiert
magnetix48
08.10.2006, 17:32
Hallo M@zzää,
schau dir mal den Link an:
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik
Gruß
Detlef
mhm interessant allerdings bräuchte ich was konkretes, das geglättete pwm klingt gut, die fets verstärken auf 12volt der pwm-wert liegt bei 5v ich würde dann also quasi mit dem effektiv-wert fahren
kriegs aber nicht wirklich gebacken wie ich die "drossel" also der R dimensionieren soll damit es gut funzt und ich das peltier voll aufdrehn kann
seht euch das einmal an
is das so möglich?
wenn ich den pwm über den "ttl" reinschicke?
hab ich im datenblatt des lm317 gefunden
Die Drossel bei der PWM Ansteuerung ist eine Induktivität die den Strom verlustarm glättet.
Im allemeinen kann man auch einen ohmschen Regler nehmen, nur bei 20A wird es mit den Verlusten unangenehm.
Manfred
Hallo,
eine Drossel ist im Prinzip ne Spule, beim anstieg des Stromes wird ein Magnetfeld aufgebaut und dabei Energie entnommen, und so der Anstieg verlangsamt, Wird der Strom kleiner wird die magnetische Energie wieder in elektrische umgewandel, und so der Abfall verlansammt. Wirkt also als Tiefpass.
Wie man die benötigten Werte berechnet weiß ich auswendig auch nicht.
MfG Jeffrey
ja so ist es! bei strömen bis 20A kann es bei ohmschen-reglern ziemlich kritisch werden. ;)
bei meiner vorher eingebrachten schaltung steht maxV- 5v ich bräuchte aber 12 -.- gibts ne möglichkeit 12v rauszubekommen?
kann man lm317er eigentlich parallel schalten?
und wegen der drossel: wird die parallel oder in serie geschaltet? und hinter der drossel dann einen C parallel schalten richtig?
magnetix48
09.10.2006, 00:14
Der LM317 kann meines Wissens auch keine 20 A liefern, selbst wenn, wäre das eine recht verlustbehaftete Sache.
Was du brauchst, ist ein spannungssteuerbaren Schaltregler für 12 V / 20 A. Den könntest du mit dem gefilterten PWM-Signal ansteuern.
Habe dazu aber leider keine Schaltung.
Gruß
Detlef
hi,
ne drossel wird in serie geschaltet, damit der strom auch durch muss, den c parallel zur last schalten.
du kannst dein pwmsignal ja mit nem kleinen transistor in collectorschaltung auf 12v bringen, das an die basis von nem leistungstransistor mit großer kühlung und den als emitterfolger betreiben, dann ist die spannung am peletierelement die geglättete pwmspannung-0,7v. hat halt den nachteil, dass der leistunstransistor viel verheizen muss.
ansonsten würd ich mal das peletier mit leistungsfet drossel und c direkt ans pwmsignal hängen.
mfg jeffrey
ich denke ich werde die drossel-kondensator lösung wählen,
welchen C ich benutze ist denke ich wurscht nichtwar? ich denke ich werde einen 2200µF mit 16v wählen
und die drossel? einfach ein stück draht zu 30windungen verwandeln?
hi,
probier es einfach mal aus, und schau dir die spannung auf dem oszi an. vom dfrosselwickeln habe ich keine ahnung, was man da nehmen sollte.
für den fett würd ich noch nen transistor als treiber nehen, wg schnellem schalten, außerdem kannst du ihn dann mit 12v betreiben, und er schaltet auf jeden fall durch.
mfg jeffrey
ba4_philipp
09.10.2006, 06:55
hi,
...
für den fett würd ich noch nen transistor als treiber nehen, wg schnellem schalten, außerdem kannst du ihn dann mit 12v betreiben, und er schaltet auf jeden fall durch.
mfg jeffrey
Ich dachte wir wollten das Peltier Element nicht schnell schalten lassen, wegen den Verlusten?
@M@zzää
bipolar Transistoren sollte man nicht parallel schalten, also auch keine LM317. Du darfst höchstens FETs parallel schalten.
Wenn du wirklich 20A brauchst, dann ist meine Lösung wirklich nicht toll (mit der linearen Ansteuerung) weil du dann extrem viel Wärme erzeugst.
Ich würde vielleicht einfach einen FET nehmen und damit das Peltier Element ein und ausschalten. Wie genau muss die Temperatur denn sein? So eine Tempereaturregelung ist doch eh extrem träge und da wäre ein 2 punkt Regler vielleicht schon vollkommen ausreichend. Dann müsstest dir keine Gedanken um Glättung und Verlustleistung machen.
Gruß Philipp
hi,
das pwm signal schaltet ja trotzdem immer schnell an und aus, nur wird dahinter die spannung geglättet, aber der fet muss trotzdem immer schalten.
mfg jeffrey
ba4_philipp
09.10.2006, 10:39
Du musst das nicht glätten wenn die PWM eine Periodendauer von min. einigen Sekunden hat.
Du schaltest das Ding doch ein wartest bis die Kühltemp erreicht ist und schaltest dann ab und wenn die Temperatur den 2. Punkt (von der Temp höher) schaltest du wieder ein. Die Temperatur steigt/sinkt ja nicht so schnell, dass es innerhalb einer Sekunde mehrfach schaltet.
Deshalb ja die Frage wie genau die Temperatur gehalten werden muss.
Gruß Philipp
Edit: Wenn du die Tempgrenzen kennst, kannst du ja mal überschlagen mit welcher Frequenz es dann maximal schalten würde. Du kennst ja ungefähr die Masse und die Kühlleistung des Peltier. Dann kannst du dir auchrechnen wielange es dauert um diese Masse um x K abzukühlen. Umso ungenauer die Temp gehalten werden soll umso langsamer kannst du die Regelung machen.
hertzschüler
09.10.2006, 17:17
@ba4_philipp
es geht aber darum, das das Peltier mit einem konstanten minimalen Strom betrieben wird, da je höher der Strom, desto schlechter der Wikungsgrad. Dabei ist dann auch egal wie lang die Periodendauer ist, es wird dann wärend der Einschaltzeit ein hoher Strom fließen (ob nun nur ein paar ms oder auch s) und der Wirkungsgrad nimmt ab.
ba4_philipp
09.10.2006, 17:22
ahh stimmt, wurde hier ja auch schon gesagt. Sorry, daran hatte ich nicht mehr gedacht. Dann wohl doch entweder linear oder LC Tiefpass
hertzschüler
09.10.2006, 17:26
ist eine lineare regelung nicht auch wieder mit einem schlechten Wirkungsgrad?
ba4_philipp
09.10.2006, 17:30
jo ist sie, aber dabei tritt die Verlustleistung dann am Regler auf und nicht am Peltier
welchen regler? ihr habt irgenwie an mir vorbeigeredet ^^
an den Fet's is dann der wirkungsgrad nüsse?
also PWM-TREIBER(TRANSI)-FET-LC-PELTIER
richtig?
also PWM-TREIBER(TRANSI)-FET-LC-PELTIER
genau so würde ich es mal versuchen.
mfg jeffrey
Am besten sollte man noch klären, welche Daten das Peltierelement hat und unter welchen Randbedingungen (Temperaturdifferenz, Wärme-Transportleistung) es eingesetzt werden soll, damit man die Schaltung dementsprechend auslegen kann.
Manfred
nunja das peltier hat eine "pumpleistung" von beinahe 143watt
elektrische daten (laut datenblatt)
SPannung: 12V
Imax: 15A
vorschläge zur optimierung bzw. dimenstionierung des c/drossel ö.a?
Die Induktivität wird in Vs/A gemessen. L = U * t / i
Der Strom ändert sich porportional zu Spannung und Zeit geteilt durch die Induktivität.
Legt man 12V an und wartet eine halbe Periodendauer der PWM Frequenz dann soll sich der Strom um nicht mehr als z.B. 20% des Maximalwerts ändern.
Damit kannst Du ja schon die Induktivität ausrechnen. (Wenn Du die PWM Frequenz kennst). Das ist ein bisschen grob gerechnet aber genauer muss es nicht sein.
Nimm die Frequenz mal tief an und erhöhe sie wenn die Spule zu teuer wird. Die Spule muss ja immerhin für den maximalen Strom ausgelegt sein und die Frequnz noch verkraften. Den Kondensator kann man praktisch recht klein machen, wenn sich der Strom am Peltierelement wenig ändert dann ändert sich die Spannung auch kaum.
Manfred
ba4_philipp
10.10.2006, 22:08
Die LC Kombination kann man ja als Tiefpass 2. Ordnung ansehen und wenn du die Grenzfrequenz deines Tiefpasses ein ganzes Stück unter die PWM Frequenz legst sollte ein recht glatte Gleichspannung rauskommen.
Wenn du deine Spule nach den Angaben von Manf berechnet hast, kannst du dann auch deinen Kondensator so auslegen, dass du die gewüschte Grenzfrequenz erreichst.
Umso höher du die Frequenz ansetzt, umso kleiner fallen dann auch L und C aus du musst halt nur schauen was für eine Spule du auftreiben kannst.
Gruß Philipp
naja die spule werde ich mir selbst wickeln...
das prob is die frequenz liegt zwischen 1HZ und 2000khz
ich glaube das könnte zu einem problem werden
ba4_philipp
10.10.2006, 22:54
Womit erzeugst die PWM denn? Ich würde da sowieso über 20kHz gehen damit man es nicht hören kann.
Gruß Philipp
entweder c-control oder ein anderer µC sry die 2000khz waren ein schreibfehler ich meinte 2khz
ba4_philipp
10.10.2006, 23:00
Ja, hatte ich auch so verstanden.
Wie gesagt ich würde die wesentlich höher ansetzen zum einen wegen der Bauteilgrößen und zum anderen um kein nervigen fiepen zu erzeugen.
Ich kenne die C-Control nicht, aber mit einem normalen Controller sollte ein wesentlich höhere Frequenz kein Problem sein.
nunja ich werde das mal experimentel aufbauen und euch dann berichten...
fets darf man parallel schalten?
ba4_philipp
10.10.2006, 23:51
Ja die FETs kannst parallel schalten
:) wollte einfach nur "ja" schreiben, aber das geht hier ja gar nicht.
Gruß Philipp
und die spule? bei einer vordefinierten dimensionierung kann ich das selbstwickeln wohl vergessen
hertzschüler
12.10.2006, 08:23
ist die Vordimenionierung nicht sowieso Pi mal Daumen?
Die Größenordung solltest du schon hinbekommen. (http://www.dl5swb.de/html/mini_ringkern-rechner.htm)
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