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Max

19.03.2006,
21:36
 

Peltier-Element mit PWM? (Elektronik)

Hallo!

Nur mal schnell zur Absicherung meiner "ergoogleten Erkentnisse": Ich habe nur widersprüchliche Angaben dazu gefunden (auch hier im Forum), ob man Peltier-Elemente mit PWM betreiben sollte. Manchmal wird das explizit empfohlen, manchmal wird behauptet, sie hätten eine ausgesprochene Vorliebe für Gleichspannung, ergo, PWM ist unoptimal. Kann mir da jemand etwas auf die Sprünge helfen?

Ach ja, noch am Rande: ist eine Strom- oder Spannungssteuerung zur Leistungsregulierung vorteilhafter? Ich glaube irgendwo mal aufgeschnappt zu haben, dass eine Stromsteuerung Vorteile hat, aber wenn ja, warum?

Würde mich freuen, wenn mir jemand ein paar Hinweise geben könnte. Vielen Dank!

Gruß,
Max

Harald Wilhelms

20.03.2006,
08:08

@ Max

Peltier-Element mit PWM?

» Peltier-Elemente mit PWM betreiben. Manchmal wird das explizit
» empfohlen, manchmal wird behauptet, sie hätten eine ausgesprochene
» Vorliebe für Gleichspannung, ergo, PWM ist unoptimal. Kann mir da jemand
» etwas auf die Sprünge helfen?

Da man Peltierelemente meist zur "Kälteerzeugung"
benutzt, sollte man beachten, das nur der Gleichstrom
"Kälte" macht der bei PWM nicht unerhebliche Wechsel-
strom bringt nur zusätzliche, unerwünschte Verlustwärme.
Allerdings ist es ja auch kein allzugrosses Problem, die
PWM mit Hilfe einer Drossel und eines Siebkondensators
zu einem Schaltnetzteil zu erweitern. Noch besser und einfacher ist es, mit Hilfe eines Temperaturfühlers
einen Zweipunktregler aufzubauen, also eine PWM
mit Zykluszeiten von mehreren Sekunden oder Minuten.

» Ach ja, noch am Rande: ist eine Strom- oder Spannungssteuerung zur
» Leistungsregulierung vorteilhafter?

Da Peltierelemente ähnlich wie LEDs eine unlineare
Kennlinie haben, ist eine Stromregelung wesentlich
einfacher und effektiver.
Gruss
Harald

J.R.(R)

E-Mail

20.03.2006,
10:08

@ Harald Wilhelms

Peltier-Element nur ohne PWM

Hallo Harald,

» Noch besser und einfacher ist es,
» mit Hilfe eines Temperaturfühlers
» einen Zweipunktregler aufzubauen, also eine PWM
» mit Zykluszeiten von mehreren Sekunden oder Minuten.

Das ist genauso ungünstig wie eine PWM im ms- oder µs-Takt. Die Leitungsverluste im Element wachsen quadratisch mit der Stromstärke, die Wärmetransportleistung aber nur max. proportional zum mittleren Stromfluss. D.h., der Wirkungsgrad hängt in erster Linie vom Tastverhältnis ab und ist unabhängig von der PWM-Frequenz. Den besten Wirkungsgrad erreichst du also immer mit einem konstanten Gleichstrom bei 100%ED. Da der Wirkungsgrad ohnehin nicht besonders gut ist, sollte man ihn nicht auch noch unnötig verschlechtern, zumal ja nicht unerhebliche Leistungen umgesetzt werden müssen.

Jörg

Max

20.03.2006,
19:55

@ J.R.

Peltier-Element nur ohne PWM

Danke Euch beiden! Ich dachte mir schon, dass man wegen der Kennlinie eine Stromsteuerung nimmt. Wie sieht die U-I-Kennlinie denn (qualitativ) aus? Ist es ein halbleitertypischer exponentieller Verlauf? Wenn dann Strom vs. Wärme etwa linear ist, wäre also Spannung genen Wärme exponentiell, stimmt's?

Danke nochmal,
Max