Питание элемента Пельтье и ШИМ, Насколько корректно управлять Пельтье импульсами напряжения Опции

[Oskal]

Интересно применить в качестве рабочего тела в термостате элемент Пельтье. Предполагается, что большую часть времени термостатируемый объем придется нагревать относительно температуры внешнего радиатора, но возможна и обратная ситуация.
Источником энергии является бортовая сеть автомобиля со средним значением рабочего напряжения при работающем двигателе 13..14 вольт постоянного тока. С ГОСТ 28751 знаком... есть над чем подумать... волнует сейчас другое.
К моему сожалению, не имею понятия, корректно ли осуществлять управление элементом Пельтье подавая на него непосредственно энергию в виде ШИМ. Т.е. схема управления - источник энергии, силовой ключ, управляемый МК и ...грубо говоря, все... (ну в моем случае будет еще и реверс полярности). Уж очень не хочется поселять для какого-то термостата еще и дроссель
Также интересно, нет ли каких-то специфичных для Пельтье особенностей для выбора рабочей частоты такого преобразователя?

[jackBU]

Дроссель нужен, иначе как ток стабилизировать, сделать мегагерц и провода?

[Oskal]

Дроссель нужен, иначе как ток стабилизировать, сделать мегагерц и провода?

Я с Вами согласен, что правильно - управлять током...
Постараюсь выразиться яснее, по-моему, Вы меня не поняли, или... или я глупости говорю

1. С точки зрения конечного результата, мне нужно управлять не эл. током через элемент, а... ну назовем это хладо/тепло-производительностью... с целью поддержания заданной температуры одной из граней Пельтье.
Этого можно добиться
а) управляя силой постоянного тока и его направлением через Пельтье извините, повторился...
или, что проще реализовать ИМХО (по занимаемому месту в конструкции)
б) используя фиксированное напряжение для питания Пельтье, управлять полярностью этого напряжения и временем, когда оно подано и снято -> дальше логично всплывает ШИМ хотя и не обязательно именно ШИМ... это уже частности.

2. Как я понимаю, выбрав элемент Пельтье с Umax=16V, и подключая его к U=13..14V, ток через элемент не превысит предельно-допустимого? Или я торможу?
Хотя такой "релейный" способ эксплуатации, как мне кажется, сократит срок службы элемента, интересно, как значительно... khach, спасибо, за замечание. Про деградацию задумывался, Вы правы - при моем способе эксплуатации я ее просто провоцирую, в случае управления током провокации было бы гораздо меньше...

Честно говоря, чем больше над этим размышляю - тем меньше эта затея нравиться...
Все идет к тому, что буду регулировать ток... мда.

Сообщение отредактировал Oskal - Apr 24 2006, 14:57

[ms1]

По поводу 1:
Вообще, имейте ввиду, что параметры Пельтье задаются при токе с ограничением %-ом пульсаций.
Это потому что, грубо говоря:
- только постоянная составляющая тока переносит тепло;
- переменная же составляющая напротив, только греет сам элемент (ну и обьект тоже).
Так что, если Вам нужно нагревать, то ШИМ пойдет, если охлаждать - будете терять в эффективности в зависимости от уровня переменной составляющей, которая у ШИМ сами понимаете какая.

По поводу 2:
Пельтье ведет себя как резистор.
Кстати, с не очень уж большой зависимостью R от температуры. Так что работать с источником напряжения, а не тока вполне можно.
Разумеется с учетом разброса R от экземпляра к экземпляру, ну и от температуры тоже.

Сообщение отредактировал ms1 - Apr 24 2006, 19:01

[Stanislav]

По поводу 1:
Вообще, имейте ввиду, что параметры Пельтье задаются при токе с ограничением %-ом пульсаций.
Это потому что, грубо говоря:
- постоянная составляющая тока переносит тепло;
- переменная составляющая греет сам элемент, ну и обьект тоже.
Так что, если Вам нужно нагревать, то ШИМ пойдет, если охлаждать - будете терять в эффективности в зависимости от уровня переменной составляющей, которая у ШИМ сами понимаете какая...

Мне кажется, что Вы всё-таки ошибаетесь (в случае знакопостоянной ШИМ, естественно). Если принять хладопроизводительность элемента пропорциональной выделяемой на нём мощности при знакопостоянном токе, ШИМ очень даже применима (если не так, поправьте). Только не нужно превышать даже в импульсе предельно допустимый ток, и частоту выбрать повыше, во избежание больших циклических тепловых деформаций. Правда, чтобы снизить динамические потери на ключевых элементах, дроссель, пусть даже небольшой индуктивности, очень даже желателен.
ЗЫ. К сожалению, зависимость хладопроизводительности от потребляемой мощности найти не удалось. Так что, возможно, дополнительные потери эл. энергии при использовании ШИМ без дросселя всё же будут, но при больших к-тах заполнения (макс. хладопроизводительность) они не будут столь уж велики.

По поводу 2:
Пельтье ведет себя как резистор.
Кстати, с не очень уж большой зависимостью R от температуры. Так что работать с источником напряжения, а не тока вполне можно.
Разумеется с учетом разброса R от экземпляра к экземпляру, ну и от температуры тоже.

Да, это именно так. Мне доводилось делать управление термостатом на пельтье-элементе (правда, низковольтном) с помощью ШИМ и управляющего моста на ПТ, подключенного именно к источнику напряжения. Схема управления генерила знакопостоянную ШИМ с переброской знака в момент перехода от нагревания к охлаждению (и наоборот). При этом дроссель не ставился, т.к. напряжение питания моста было всего 5 вольт, и динамические потери в ключах при 32-64 кГц были не слишком большими.