¿Cómo conducir un elemento Peltier?

Los dispositivos Peltier funcionan con corriente, pero generalmente tienen una resistencia lo suficientemente significativa como para que el control de voltaje sea posible.

Los dispositivos Peltier son una de las pocas cosas que usted no quiere ejecutar con pulsos, especialmente en aplicaciones de refrigeración. El efecto de enfriamiento es proporcional a la corriente, pero el calentamiento interno debido a las pérdidas \ $ I ^ 2R \ $ es proporcional al cuadrado de la corriente. A partir de 0, el aumento de la corriente provoca un aumento del enfriamiento. Sin embargo, en algún punto, el calentamiento por resistencia debido a una mayor corriente supera la potencia de enfriamiento adicional de la corriente más alta. Más actual más allá de esto en realidad causa menos enfriamiento general. La corriente máxima de enfriamiento es uno de los parámetros que debe suministrar el fabricante.

Mientras que el enfriamiento máximo ocurre a una cierta corriente especificada, la eficiencia disminuye constantemente al aumentar la corriente. Por lo tanto, no desea hacer PWM en un enfriador más peltier entre 0 y la corriente de enfriamiento máxima. Conducirlo a una corriente constante para producir el mismo enfriamiento general es más eficiente.

Por supuesto, el microcontrolador que regula la temperatura seguirá produciendo pulsos PWM. Estos pulsos deben filtrarse para que el dispositivo Peltier vea una corriente relativamente suave. La regla general es tratar de mantener la ondulación por debajo del 10% del nominal, pero, por supuesto, eso es solo una compensación que alguien escogió. Afortunadamente, este no suele ser un requisito difícil de diseñar.

Los dispositivos Peltier tienen una curva de carga razonablemente lineal.
 Son dispositivos controlados por voltaje, pero usted podría sacarlos de una fuente de voltaje o corriente de manera segura, siempre y cuando no exceda su voltaje máximo o valores de corriente. por ejemplo, una unidad de 12V, 5A 60 vatios puede operarse a cualquier voltaje constante < = 12V o cualquier corriente constante < = 5, siempre que no se supere en ningún caso el valor máximo.

Pero -

• Un dispositivo Peltier NO DEBE ser sometido a un ciclo térmico constante como parte del esquema de control

Lo que debe evitar es controlarlos con cambios de paso en el voltaje con constantes de tiempo de la señal de control que son largas en comparación con la constante de tiempo térmica del dispositivo.
 Es decir, si un esquema de control apunta a mantener un dispositivo o un espacio controlado o un objeto a una temperatura constante, debe proporcionar un voltaje y una corriente esencialmente de CC o PWM en el rango de más de 10 Hz, y NO PWM o termostato o en desactivación de modo que se produzca un calentamiento y enfriamiento notables durante los tiempos de encendido y apagado del ciclo de control. Si el ciclo térmico se produce como parte del proceso de control, el dispositivo se destruirá mecánicamente rápidamente.

La ondulación de la fuente de alimentación a las frecuencias de la red es aceptable.

Ciclismo térmico:

Diga > = tasa de PWM de 1 kHz necesaria - fabricantes de Nord ferrotech Peltier

Tenga en cuenta que Peltiers usó para probar los componentes SMD de ciclismo también falla debido al ciclismo

Pruebas de ciclos térmicos IGBT - nbo Peltiers PERO aplicar directamente

Peltiers especialmente diseñados para permitir largas vidas de ciclo térmico - UWE

Igual - Ctech

Same Ferrotec

Discusión

La mayoría de los microcontroladores con los que estoy familiarizado hacen PWM en el rango de cientos de ciclos por segundo. Ningún módulo termoeléctrico podrá distinguir eso de un voltaje constante.

También, (google) hay un documento en el que probaron los ciclos de PWM con tasas de 1 / 10s hasta tasas de 1000 / 1s y los peltiers no mostraron ninguna disminución en el rendimiento durante miles de horas. El que circuló cada 10 segundos exhibió una fluctuación de temperatura debido al tiempo de respuesta lento.

En cualquier caso, PWM es completamente seguro para controlar un peltier.

Me temo que este hilo tiene un montón de información errónea, pero no tengo el conocimiento suficiente para señalarlo todo.