Як керувати елементом Peltier?

Можливо, основне питання полягає у тому, як виглядає крива напруги-струму. Чи можу я керувати ним від джерела напруги (як, наприклад, ви керуєте нагрівачем) або від джерела струму (як, наприклад, ви керуєте світлодіодом)? Або навіть відрізняється від цих двох варіантів?

ДОПОМОГА1: Скажіть (гіпотетично) У мене є два комерційно доступні однакові Пельтьє, вони є специфікацією 6V / 3A. Чи можу я підключити їх послідовно до джерела живлення 12 В постійного струму, не турбуючись?

ВИСНОВОК1: Крива навантаження струму / напруги є досить лінійною, і рух від джерела струму або напруги буде добре, доки пристрій працює в межах його специфікації. (Олін Летроп, Рассел Макмахон)

ВИСНОВОК2: Не керуйте Peltier від ШІМ, втрата електроенергії через збільшення струму зростає швидше, ніж потужність охолодження. (Олін Латроп)

ВИСНОВОК3: Остерігайтеся механічного зносу пристрою з продовженням руху на велосипеді. Напр. не використовуйте контролер включення / вимкнення термостата. (Рассел Макмахон)

Пристрої Пельтьє працюють на струм, але зазвичай мають достатньо значний опір, щоб можна було контролювати напругу.

Пристрої Пельтьє - це одна з небагатьох речей, з якими ви не хочете працювати з імпульсами, особливо в охолоджувальних програмах. Ефект охолодження пропорційний струму, але внутрішній нагрів через втрати пропорційний квадрату струму. Починаючи з 0, збільшення струму викликає посилення охолодження. Однак в якийсь момент резистивний нагрівання через більшого струму перевищує додаткову потужність охолодження більш високого струму. Тому більше струму поза цим насправді викликає менше загальне охолодження. Максимальний охолоджуючий струм - це один з параметрів, який повинен подавати виробник.$I^2R$

Хоча максимальне охолодження відбувається при деякому заданому струмі, ефективність постійно зменшується зі збільшенням струму. Тому ви не хочете, щоб ШІМ-кулер був меншим від 0 до максимального струму охолодження. Керувати ним на постійному струмі для отримання однакового загального охолодження є більш ефективним.

Звичайно, мікроконтролер, що регулює температуру, все ще видаватиме імпульси ШІМ. Ці імпульси потрібно відфільтрувати, щоб пристрій Пельтьє бачив відносно плавний струм. Загальне правило - намагатися тримати пульсацію нижче 10% від номіналу, але, звичайно, це просто компроміс, який хтось вибрав. На щастя, це спроектувати зазвичай не складну вимогу.

Пристрої Пельтьє мають досить лінійну криву навантаження.
Вони є пристроями, керованими напругою, але ви можете досить безпечно керувати ними від напруги або джерела струму до тих пір, поки ви не перевищите їх максимальну напругу або струм. наприклад, 12В, 5А 60 Вт може працювати при будь-якій постійній напрузі <= 12В або будь-якому постійному струмі <= 5А, доки жодне максимальне значення не буде перевищено в будь-якому випадку.

Але -

• Пристрій Peltier НЕ МОЖЕ бути постійно термічно циклічним, як частина схеми управління

Що ви повинні уникати - це керувати ними з кроковими змінами напруги за допомогою постійних часових констант керуючого сигналу, які довгі порівняно з тепловою постійною часом пристрою.
Тобто, якщо схема управління спрямована на утримання пристрою або контрольованого простору або об'єкта при постійній температурі, вона повинна забезпечувати фактично напругу та струм постійного струму або ШІМ в діапазоні 10 Гц плюс, а НЕ ШІМ або термостат або на вимикання таким чином, що помітний нагрівання та охолодження відбувається під час увімкнення та вимкнення керуючого циклу. Якщо тепловий цикл відбувається в рамках процесу управління, пристрій буде швидко руйнуватися механічно.

Пульсація живлення на мережевих частотах прийнятна.

Тепловий велосипед:

Скажіть> = потрібна частота ШІМ 1 кГц - виробники Nord ferrotech Peltier

Зауважте, що Peltiers, які використовуються для тестування велосипедних компонентів SMD, також не спрацьовує через рух на велосипеді

Тестування IGBT на термічному велосипеді - nbo Peltiers, АЛЕ, здається, безпосередньо застосовується

Пелтери, спеціально виготовлені для довгого термічного життя на велосипеді - UWE

Те саме - Ctech

Той же Ферротек

Обговорення

Більшість мікроконтролерів, з якими я знайомий, мають ШІМ у сотнях циклів в секунду. Жоден термоелектричний модуль не зможе відрізнити це від постійної напруги.

Крім того, (google it) є документ, де вони випробовували PWM їздити на велосипеді зі швидкістю 1 / 10s аж до швидкості 1000 / 1s, і у пелтерів не спостерігалося жодного зниження продуктивності протягом тисячі годин. Той, який крутився кожні 10 секунд, виявляв коливання температури через повільний час реакції.

У будь-якому випадку, ШІМ надзвичайно безпечний для управління пельтером.

Я побоююсь, що в цій темі є ще більше дезінформації, але я недостатньо обізнаний, щоб усе це вказати.