Добрый день сообщество,

Задача: нужно управлять 5-ю пельтье элементами примерно в 1Ом каждый, макс. ток 8А и макс. напряжение 8В. Решил сделать синхронный Buck на TL549, который включен без обратной связи. ОС будет замыкать контроллер опрашивающий термодатчик. Модули будут как охлаждать так и нагревать. Так как эффективность нагрева у пельтье больше, то в зависимости от режима ограничиваю скважность и ток на выходе. Управляющее напряжение получается их фильтрования сигнала ШИМ, который будет генерироваться МК, он отвязан оптроном.

Буду признателен за критику. Схема в Eagle 7 Нажмите для просмотра прикрепленного файла и распечатка в пдф Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пока непонятна цель этого управления. Если задача - максимально быстро нагревать, или охлаждать - то зачем ШИМ? Достаточно ограничивать ток, чтобы не превысил максимального значения. И включить модули последовательно. Или планируется ПИД?

Цель всего прибора поддержание 5-ти независимых объектов (светодиодных фонарей) на заданной температуре, которая может меняться от 25 до 85°C. Задача не стоит в нагревании или охлаждении, скорее в стабилизации на заданной точке. Скорость нагрева или охлаждения не играет особой роли, так как рабочую точку задают и потом пару часов или дней поддерживают на этой температуре. Драйвер служит только для управления ТЕМами. Это только часть будущего прибора. Пять температур опрашиваются с МК и МК выдает ШИМ для задания уровня на компараторе TL494 А TL494 управляет с помощью своего шим сигнала плечом H-моста. Без ОС. Но с ограничением макс силы тока и с синхронизацией четырех последовательно от первого мастера со сдвигом фазы. Уж не знаю нужен ли такой огород, но боюсь биений на входе источника питания.

Пельтье не потянет охлаждение фонарей, его КПД единицы процентов.
Потребляя амперы он способен заморозить пару мух на этих фонарях и то, если его самого хорошо охлаждать.

Ну как сказать. У моих холодильная мощность макс 40Вт при дельте на сторонах пельтье 40°C, а фонарики всего по 20Ватт. Я через лабораторный БП подключал их по одиночки, теперь вот хочу такой драйвер сразу для пяти

Учтите еще, пассивный теплоотвод от них.

Можно полюбопытствовать тип элементов?
Прелесть светодиодных фонарей в том, что они экономичны по сравнению с лампами накаливания. А если на каждые 20 Вт еще 100 добавлять, что будет?

Я играюсь вот с этими QC-63-1.4-8.5M, но их много похожих. У криотерма тоже есть, не помню названия.

Ну а как Вы организуете такой перепад в 40-50 град.
Я охлаждал их в фото-ванночке с ледяной водой, не представляю как это будет работать на воздухе и без вентилятора.
У них же чем меньше перепад - тем меньше КПД , при том-же токе потребления.

Немного не так. Чем меньше перепад - тем выше эффективность.

Совершенно верно. В моем случае одна сторона ТЕМа соединена в радиатором, через который течет вода. Если нужно 25°C, то тепло объекта и тепло самого ТЕМа уходят в радиатор. Разница температур около нуля, эффективность ТЕМа высокая. Если нужно 85°C, то ТЕМ наоборот охлаждает радиатор и нагревает объект. Тут КПД почти 100%.

Господа, а о схеме что-то можно услышать. Так как ток относительно большой, буду делать клеммы на каждом из 5-ти модулей и разделять из массы. Так как массы разделены, пришлось городить огород с последовательной синхронизацией. Пила c TL494 идет на компаратор и при достижении 1/5 от амплитуды (что есть 1/5 от периода) компаратор поднимает и при 1/2 опускает выход. Снимается сигнал тоже компаратором.

Работает? Главное чтоб работало... Чего критиковать то...
Схема здоровая и не понятная, разбираться долго не охота.

Если тепловая нагрузка на TEC велика, то можно слйчайно уйти за точку перегиба, когда рост тока будет только греть холодную сторону. В аналоговй цепи избежать этого надежно не удавалось. Поэтому ушли на цифровое управление микроконтроллером- полный мост, ФНЧ на выходе для безобрывности токов.
Хотя вот у аналоговых девиц появилась микросхемка http://www.analog.com/media/en/technical-d...ets/ADN8833.pdf можно посмотреть алгоритмы работы, особенно в режиме перехода с нагрева на охлаждение и обратно, когда теромоЭДС ПЕльте меняет знак в цепях управления.

На счет работает, не знаю. Пока только плату развожу Но думаю скоро узнаем.

Схема всего на 3 листа размазана, а так она не большая. Первый лист не считается, там просто 5 модулей соединены. Могу ее на один лист перекинуть Или ща по отдельности попробую, чтоб было что критиковать

Критиковать например синхронизацию 5-ти ТЛок(первая картинка), я писал о ней постов выше или управление мостом (вторая картинка) Так как быстрое переключение между нагревом и охлаждением не нужно неактивное плечо тянет нагрузку на землю, а активное накачивает индуктивность. При смене режима, просто перекидывается сигнал на другое плечо, оно становится активным.
На третьей картинке фильтр для задания рабочего напряжения. Сигнал шим с оптрона сначала выравнивается компаратором, потом фильтроется RC-цепочками и с конце делитель. Так как ОУ Rail2Rail и питается от 5В, а пила на TLке только до 3В идет.
Не четвертой картинке сигнал переключения режима, идет с оптрона. Тут соответствующий вывод коллектора c TLки подтягивается на плюс, с эмиттера вых. транзистора ТЛки сигнал идет на соответствующий драйвер затвора. Так же переключается макс. скважность, закорачивается резистор в делителе и таким же способом задается макс. ток для каждого режима.
На пятой защита от перенапряжения. Выходного и входного с помощью компаратора в TL431. Так как полярность выхода переключается, то диоды с обоих выходов делают "ИЛИ".
Если что не ясно, спрашивайте. Как разведу, выложу layout, там уж точно критиковать что найдется



У меня ведь тоже управление через мк. Но моем случае не планируется быстрый переход из режима охлаждения в режим нагревания, поэтому управление полным мостом не нужно. У аналоговых девиц видел и у максима видел и у линейников видел, но 1. ток только до 3 иди 4-х Ампер и 2. цена больше 20 зеленых. 3. Точность у них высокая, мне такая не нужна. мне +/-градус хватит. Поэтому выбрал тл-ку.

Только не читабельная совершенно. Для адектатного понимания надо бы блок-схему отдельно нарисовать в виде функциональныз блоков.
Кстати, непонятно зачем светодиодам двунаправленность пельтье. Двунаправленные (охлождение-подогрев) применяют для лазеров, где у слишком холодного кристалла растет эффективность и он может сжечь сам себя.

Те через МК, а непосредственно с МК. Т,е все цепи обратной связи- виртуальне внутри программы микроконтроллера. А таймера шимят непосредственно силовые транзисторы.
Вот как в этой аппноте https://www.maximintegrated.com/en/app-note...dex.mvp/id/5424

Исправлюсь, вот блок-схема Нажмите для просмотра прикрепленного файла Строго не судите, делал быстро и некрасиво. А двунаправленность нужна потому что захотели снять показания при 20°, то охлаждаем, а захотели при 85° то приходится нагревать, не таким током, конечно, как охлаждать, но сам объект нагревается при комнатной температуре только до 60. Точная стабилизация не нужна. Градуса достаточно.

Мне когда-то в допроцессорную эпоху приходилось мучатся с http://www.linear.com/product/LTC1923 работало, но в узком диапазоне температур при более-менее постоянной тепловой нагрузке. А при переходных процессах входило в осцилляции и овершоты. Проверьте, что схема сохранит стабильность при смене уставок переключателем нагрев-охлаждение. Из за температурной интеционности пельтье такие схемы часто впадают в перерегуляцию, т.е в пельте летит максимальный ток, он со свистом проскакивает рабочую точку, ток меняется на противоположный, тоже максимальный, и так без конца.

Учту, спасибо за наводку. У меня ОС через контроллер замыкается, и там будет ПИД реализован. Думаю осцилляцию можно будет избежать, так как скорость выхода на рабочую точку не сильно критична, задавлю интегральной компонентой. Я как раз из даташита LTC1923 пример для расчета выходного фильтра взял.
Я когда-то тоже на эти грабли напоролся с клозед-луп линейной регуляцией. Нужно было делать охлаждение для матрицы спектрометра, решил на UC3638 вот по этому апноуту. В итоге плюнул и запитал постоянным током без регуляции и меряя температуру уже компенсировал сигнал зная его температурную зависимость.

А, тогда более понятно стало, т.е двухпетлевая система регулирования и аппаратная- только по току. Вот только датчик тока в неудачном месте- пельтье это ведь и термогенератор, у меня как то было, что пельте с большим перепадом температур (горячий рестарт схемы) генерил противоэдс, соизмеримую с напряжением питания. И ток тек соответсвенно. А датчик тока после моста этого не видит, поэтому желательно запихать датчик в диагональ моста.
А напряжение на пельте тоже очень полезно- его после калибровки можно использовать как патамер разности температур холодный-горячий спай. Поэтому и максима в аппноте есть выводы измерения напряжения с пельте.

Схема раздута на пару порядков — достаточно было генератора на 1G14, расфазировщика на 74HC4017, далее регулируемый одновибратор на NPN и 74HC74, дешифратор полярности и пара полумостов на синхронных драйверах затворов. Для защиты — один резистор, в виде отрезка дорожки в общем проводе моста, и с него на пару компараторов, запрещающих на фиксированную задержку одновибратор.

К сожалению только одна петля через МК по NTC резистору. По току только ограничитель со второго ERRAMPa в ТЛ-Ке на случай короткого замыкания, поэтому и стоит после моста и соединяет GND и PGND. Вначале так и сделал, запихал шунт последовательно с пельтье, но так как ток меняет направление в нем, нужно было его коммутировать или же два токовых усилителя делать и на ERRAMP ТЛ-ки заводить. Поэтому я его под мост поставил, чтобы не парится еще и с переключением его. А чем он так страшен этот ток термогенерации. Ну пусть при горячем старте он течет, он же не будет такой большой, что пожгет диоды в мосфетах? Или я чего-то не понимаю?

Конечно, напряжение на пельтье могло бы служить защитой от например монтажа без термопасты или от вышедшего из строя модуля, но для это другой концепт терморегуляции, когда регулируется ток и смотрится напряжение. У меня же регулируется только скважность до достижения нужной температуры. В моем случае, когда одна сторона охлаждается водой, я всегда знаю ее примерную температуру. А на второй стороне объект с NTC резистором. При плохом монтаже скважность упрется в максимум, температура не будет достигнута -> сигнал о неисправности.


Сейчас уже поздно, я туго соображаю, простите если глупости. Если я правильно понял, то частота с генератор на hc14 делится на 5(каждый второй выход) счетчиком HC4017 и от каждого защелкивается одновибратор на заданное время ( выставляется скважность), который управляет соответствующим (дешифратор позаботился) драйвером полумоста. Полумост качается вверх-вних. Получается мы изобретаем шим котнроллер. Как будем управлять временем монофлопа? Заражать конденсатор через приоткрытый NPN и сбрасывать его после. Получается мы будет генерировать пилу, как в шим контроллере. А почему бы не сделать такую расфазировку и не подать прямо на TL494?

Каждый первый, шестым выходом сбрасывается, эту классику даже в паспортах рисуют.


Естественно. Конденсатор закорочен с выхода триггера диодом Шоттки или 1G125, далее классический источник тока, т.е. в эмиттере резистор, а на базу — с реального ЦАП или ШИМ-ФНЧ с микроконтроллера.


Деталей, повторю, на пару порядков меньше, и все предсказуемые, в отличие от TL494, не говоря о возрасте.

А зачем вообще так сложно ток через ТЭМ регулировать, если при максимальном напряжении источника питания ток через ТЭМ не превышает допустимый?
Максимальный ток через ТЭМ течёт только при включении. При появлении разности температур между гранями ток несколько снижается.
Нельзя ли просто использовать ШИМ, ну например, с периодом 1...2 секунды и менять при этом коэффициент заполнения для регулирования охлаждения или нагрева?
ТЭМ можно рассматривать как большой и весьма инерционный (по температуре) резистор, который этот ШИМ (опять же по температуре) сам проинтегрирует.
По коэффициенту заполнения получаем средний ток через ТЭМ. А переключение полярности просто делается на двух реле.

На одном реле.
Частота ШИМа, конечно, не нужна высокая. И фильтры не нужны. Но только если ток действительно не может превысить допустимого при "непосредственном" включении.