¿Cómo conducir un elemento Peltier?

Quizás la pregunta subyacente es cómo se ve la curva de voltaje-corriente. ¿Puedo conducirlo desde una fuente de voltaje (como si manejas un calentador) o desde una fuente de corriente (como si manejas un LED)? ¿O incluso diferente a esas dos opciones?

ADICIONAL1: Digamos (hipotéticamente) que tengo dos Peltier idénticos disponibles comercialmente , están especificados 6V / 3A. ¿Puedo conectar estos en serie a una fuente de alimentación de 12Vcc sin ninguna preocupación?

CONCLUSIÓN1: La curva de carga de corriente / voltaje es razonablemente lineal, tanto la conducción desde la fuente de corriente como la de voltaje funcionarán bien siempre que el dispositivo funcione dentro de sus especificaciones. (Olin Lathrop, Russell McMahon)

CONCLUSIÓN2: No maneje un Peltier de PWM, la pérdida de energía debido al aumento de corriente, crece más rápidamente que la potencia de enfriamiento. (Olin Lathrop)

CONCLUSIÓN3: Tenga cuidado con el desgaste mecánico del dispositivo con ciclos continuos. P.ej. no use un controlador de encendido / apagado del termostato. (Russell McMahon)

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

Los dispositivos Peltier son una de las pocas cosas que no desea ejecutar con pulsos, particularmente en aplicaciones de enfriamiento. El efecto de enfriamiento es proporcional a la corriente, pero el calentamiento interno debido a las pérdidas es proporcional al cuadrado de la corriente. Comenzando en 0, el aumento de la corriente provoca un aumento del enfriamiento. Sin embargo, en algún momento el calentamiento resistivo debido a una mayor corriente supera la potencia de enfriamiento adicional de la corriente más alta. Más corriente más allá de esto, por lo tanto, causa menos enfriamiento general. La corriente de enfriamiento máxima es uno de los parámetros que debe suministrar el fabricante.$I^2R$

Mientras que el enfriamiento máximo ocurre a alguna corriente especificada, la eficiencia disminuye constantemente al aumentar la corriente. Por lo tanto, no desea PWM un refrigerador más peltier entre 0 y la corriente de enfriamiento máxima. Conducirlo a la 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 onda por debajo del 10% del valor nominal, pero, por supuesto, eso es solo una compensación que alguien eligió. Afortunadamente, este no es un requisito difícil de diseñar.

Los dispositivos Peltier tienen una curva de carga razonablemente lineal.
Son dispositivos impulsados ​​por voltaje, pero puede conducirlos de manera segura desde un voltaje o una fuente de corriente siempre que no exceda su voltaje máximo o las clasificaciones de corriente. por ejemplo, una unidad de 12V, 5A y 60 vatios puede funcionar a cualquier voltaje constante <= 12V o cualquier corriente constante <= 5A siempre y cuando no se exceda el valor máximo en ningún caso.

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 señal de control que son largas en comparación con la constante de tiempo térmico del dispositivo.
Es decir, si el esquema de control tiene como objetivo mantener un dispositivo o un espacio controlado o un objeto a una temperatura constante, debe proporcionar un voltaje y corriente de CC esencialmente o PWM en el rango de más de 10 Hz y NO PWM o termostato o encendido apagado, de modo que se produzca un calentamiento y enfriamiento notable durante los tiempos de encendido y apagado del ciclo de control. Si se produce un ciclo térmico como parte del proceso de control, el dispositivo se destruirá rápidamente de forma mecánica.

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

Ciclismo Termal:

Diga> = se necesita una tasa PWM de 1 kHz - Nord ferrotech Peltier fabricantes

Tenga en cuenta que Peltiers usó componentes SMD para ciclos de prueba también fallan debido al ciclo

Pruebas de ciclo térmico IGBT : nbo Peltiers PERO parece aplicarse directamente

Peltiers especialmente diseñados para permitir una larga vida útil del 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 distinguirlo de un voltaje constante.

Además, (google it) hay un documento donde probaron el ciclismo 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 circulaba cada 10 segundos exhibía fluctuaciones de temperatura debido al lento tiempo de respuesta.

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

Me temo que este hilo tiene mucha más información errónea, pero no estoy lo suficientemente informado como para señalarlo todo.