Как управлять элементом Пельтье?

Возможно, основной вопрос заключается в том, как выглядит кривая напряжение-ток. Могу ли я управлять им от источника напряжения (например, от нагревателя) или от источника тока (например, от светодиодов)? Или даже отличается от этих двух вариантов?

ДОПОЛНИТЕЛЬНО 1: Скажите (гипотетически) у меня есть два коммерчески доступных идентичных Пельтье, они имеют спецификацию 6V / 3A. Могу ли я подключить их последовательно к источнику питания 12 В постоянного тока без каких-либо забот?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1: Кривая нагрузки «ток / напряжение» является достаточно линейной, и привод от источника тока или напряжения будет работать нормально, пока устройство работает в пределах своих спецификаций. (Олин Латроп, Рассел МакМахон)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2: Не гоните Пельтье от ШИМ, потери мощности из-за увеличения тока растут быстрее, чем мощность охлаждения. (Олин Латроп)

ВЫВОД3: Остерегайтесь механического износа устройства, продолжая ездить на велосипеде. Например. не используйте регулятор включения / выключения термостата. (Рассел МакМахон)

Устройства Пельтье работают от тока, но обычно имеют достаточно значительное сопротивление, чтобы можно было управлять напряжением.

Устройства Пельтье - это одна из немногих вещей, которые вы не хотите использовать с импульсами, особенно в приложениях охлаждения. Эффект охлаждения пропорционален току, но внутренний нагрев из-за потерь пропорционален квадрату тока. Начиная с 0, увеличение тока вызывает усиление охлаждения. Тем не менее, в какой-то момент резистивный нагрев из-за большего тока перевешивает дополнительную мощность охлаждения более высокого тока. Следовательно, больший ток на самом деле вызывает меньшее общее охлаждение. Максимальный ток охлаждения является одним из параметров, который должен указывать производитель.$I^2R$

В то время как максимальное охлаждение происходит при некотором заданном токе, эффективность постоянно уменьшается с увеличением тока. Поэтому вы не хотите, чтобы PWM охладил Пельтье между 0 и максимальным током охлаждения. Управление его постоянным током для обеспечения такого же общего охлаждения является более эффективным.

Конечно, микроконтроллер, регулирующий температуру, все равно будет генерировать импульсы ШИМ. Эти импульсы необходимо отфильтровать, чтобы устройство Пельтье увидело относительно плавный ток. Общее правило - стараться удерживать пульсацию ниже 10% от номинала, но, конечно, это просто компромисс, который кто-то выбрал. К счастью, это обычно не является сложным требованием к дизайну.

Устройства Пельтье имеют достаточно линейную кривую нагрузки.
Это устройства, управляемые напряжением, но вы можете достаточно безопасно отключить их от источника напряжения или тока, если вы не превысите их максимальные значения напряжения или тока. например, блок 12 В, 5 А, 60 Вт может работать при любом постоянном напряжении <= 12 В или любом постоянном токе <= 5 А, если ни одно из максимальных значений не превышено ни в одном случае.

Но -

• Устройство Пельтье НЕ ДОЛЖНО постоянно подвергаться термическому циклированию как часть схемы управления

Чего следует избегать, так это контролировать их с помощью скачкообразных изменений напряжения с помощью постоянных времени управляющего сигнала, которые являются большими по сравнению с тепловой постоянной времени устройства.
То есть - если схема управления направлена ​​на удержание устройства или контролируемого пространства или объекта при постоянной температуре, она должна обеспечивать по существу постоянное напряжение и ток или ШИМ в диапазоне 10 Гц плюс плюс, а НЕ ШИМ или термостат или включенный выключение таким образом, что заметное нагревание и охлаждение происходит во время включения и выключения цикла управления. Если в процессе контроля происходит термоциклирование, устройство будет быстро разрушено механически.

Пульсация питания на частотах сети является приемлемой.

Термальный Велоспорт:

Скажем,> требуется частота ШИМ = 1 кГц - производители Nord Ferrotech Peltier

Обратите внимание, что Пельтье, использованный для испытания компонентов SMD при циклическом цикле, также выходит из строя из-за циклического

Испытание на термоциклирование IGBT - НБО Пельтье, НО, кажется, имеет прямое применение

Пельтье, специально изготовленные для обеспечения длительного срока службы термоциклирования - UWE

То же самое - Ctech

Тот же Ферротек

обсуждение

Большинство микроконтроллеров, с которыми я знаком, выполняют ШИМ в диапазоне сотен циклов в секунду. Ни один термоэлектрический модуль не сможет отличить это от постоянного напряжения.

Кроме того, (google it) есть статья, где тестировались циклы ШИМ с частотой от 1/10 до 1000 / 1с, и ​​у Пельтье не наблюдалось никакого снижения производительности в течение тысяч часов. Тот, который циклически повторяется каждые 10 секунд, демонстрирует колебания температуры из-за медленного времени отклика.

В любом случае, ШИМ абсолютно безопасен для управления Пельтье.

Боюсь, что в этой теме больше дезинформации, но я недостаточно осведомлен, чтобы указывать на это.