Hallo,
ich habe vorkurzem einen alten Teststand übernommen, in welchem die
Prüflinge mittels 3 Peltierelementen (Reihe) erwärmt werden. Ziel ist
eine Temperatur von 150°C leider erreichen wir jedoch nur ca. 140°C.
Ich habe nun den Strom gemessen und dieser bricht bei maximaler Spannung
im oberene Bereich stark ein (Ende @ 4,5A).
Erstmal die groben Daten:
3 Peltierelemente (Reihe)
Imax 8,5A @25°C
Vmax 8,1V @25°C
Vmax 9,2 @50°C
("Kalte Seite" (Beim aufwärmen) wird Wasser "gekühlt", sprich
abtransport der kälte in diesem Fall um zu Starkes abkühlen zu
vermeiden.)
Reglung erfolgt mittel einer PWM.
Uout ca. 23V
In der aktuellen Verschaltung sind alle 3 Elemente in Reihe, schätze der
Gedanke war ~24V out / 3 = ~8V pro Element.
Leider kenne ich mich nicht allzu gut mit Peltierelementen aus. Mein
Gedanke war es nun die Peltierelemente auf 2 zu reduzieren, die PWM im
unteren Temperaturbereich zu begrenzen und im oberen wieder Freizugeben
um so einen höheren Strom zu erhalten. (Die schlechtere
Temperaturverteilung ist erstmal egal)
Kann das funktionieren? Bzw. kann es den Elementen schaden, wenn sie
regelmäsig Spannungsimpulsen größer Vmax ausgesetzt werden? (In diesem
Fall dann ca. 3,5V)
:
Verschoben durch Moderator
PWM an Peltier-Elementen ist eine extrem schlechte Idee. In den Aus-Phasen arbeiten die Elemente als Generator und transportieren die Wärme in die andere Richtung. Dazu kommt der mechanische Stress dieses nun "Lautsprechers".
Ja, der Aufbau ist leider nicht ganz ideal, aber ich muss ihn leider Recht zeitnah umbauen und habe ihn so übernommen. In einem späteren Aufbau wird dieses System sicher überarbeitet aber vorerst brauche ich wohl eine Lösung für die fehlenden 10°C.
Florian S. schrieb: > ich habe vorkurzem einen alten Teststand übernommen, in welchem die > Prüflinge mittels 3 Peltierelementen (Reihe) erwärmt werden. Ziel ist > eine Temperatur von 150°C leider erreichen wir jedoch nur ca. 140°C. Kein Wunder, bei 139°C schmilzt das im Peltierelement verwendete BiSn43 Lot.
Wieso bricht der Strom zusammen? Was ist der "obere Bereich" in dem der Strom einbricht? Sind die Peltier-Elemente überhaupt bis 150 °C tauglich? 150 °C am Peltierelement oder am Testobjekt?
SR schrieb: > Sind die Peltier-Elemente überhaupt bis 150 °C tauglich? Wie immer gilt: Was sagt denn das Datenblatt?
Muss auch gekühlt werden oder nur geheizt? Wenn nur Heizen: Peltier - nicht sinnvoll. Eine stinknormale Heizpatrone oder auch einfach ein Leistungswiderstand, (je nachdem, wo die Wärme hin muss) ist da viel - einfacher (keine Probleme mit PWM, keine Kondensation) und - robuster (keine Halbleiter, keine Niedrigtemperaturlote)
SR schrieb: > Wieso bricht der Strom zusammen? Was ist der "obere Bereich" in dem der > Strom einbricht? > > Sind die Peltier-Elemente überhaupt bis 150 °C tauglich? 150 °C am > Peltierelement oder am Testobjekt? hinz schrieb: > Florian S. schrieb: >> ich habe vorkurzem einen alten Teststand übernommen, in welchem die >> Prüflinge mittels 3 Peltierelementen (Reihe) erwärmt werden. Ziel ist >> eine Temperatur von 150°C leider erreichen wir jedoch nur ca. 140°C. > > Kein Wunder, bei 139°C schmilzt das im Peltierelement verwendete BiSn43 > Lot. Sie sind (Datenblatt) bis 175°C einsetzbar. Oberer Bereich meint 140°C im an die Elemente angebundenen kupfer, welches wiederum am Prüfling sitzt.
Bei "Pelztierelementen" gelten die selben Spielregeln, wie bei Halbleitern. Es gibt immer einen inneren Wärmewiderstand, d.h. wenn du außen 150°C willst werden intern irgendwo schon 160° oder 170° anliegen. Dazu müßte man allerdings den inneren Wärmewiderstand kennen. Das Ganze ist also sehr auf Kante genäht.
Florian S. schrieb: > (Beim aufwärmen) wird Wasser "gekühlt", sprich > abtransport der kälte in diesem Fall um zu Starkes abkühlen zu > vermeiden.) Florian S. schrieb: > aber > vorerst brauche ich wohl eine Lösung für die fehlenden 10°C. Wärmeres "Kühlwasser" verwenden? MfG Klaus
Klaus schrieb: > Wärmeres "Kühlwasser" verwenden? Das ist das Stichwort! Guck mal ins Datenblatt, so ein Peliterelement hat ein maximales Temperaturgefälle von warm zu kalt. das sind meist 90° Unter diesem Aspekt betrachtet, wird das hier der Casus Knacktus sein ;-)
Florian S. schrieb: > Jop, Kühlung wird ebenfalls benötigt. Du meinst wohl: Erwärmung. Ganz nebenbei bemerkt, finde ich die Idee, Peltierelemente zum Heizen zu verwenden,
Wenn man die Peltierlemente sowieso zum kühlen braucht, kann man sie ggf. auch zum Heizen nutzen. Allerdings ist die Temperatur schon recht hoch. So nahe an der maximalen Temperatur darf man sich über eine stark reduzierte Lebensdauer nicht wundern. Der logische Weg wäre wohl zwischen die Peltierlemente und dass DUT noch etwas Wärmewiderstand zu bringen und dann eine relativ kräftige Heizung dazu. Dann reichen ggf. auch 100 C am letzten Peltier-element und man kann trotzdem noch einigermaßen Kühlen. Die PWM Steuerung ist bei höherer Frequenz zum heizen noch gerade so akzeptabel. Für die Kühlung ist PWM aber ungünstig, weil der Wirkungsgrad noch schlechter wird als er ohnehin schon ist. Eine niedrige PWM Frequenz führt aber zu hohem thermischen Stress. Bei Peltier-elementen in Reihe sollte die unterschiedliche Größe haben, hin zur festen Temperatur (Kühlwasser) größer. Also eher 2 Elemente zum Kühlwasser parallel und dann ein Element in Richtung DUT. Das wird vor allem beim Kühlen auf niedrige Temperatur oder mit hoher Leistung effizienter.
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