Moin, ich bin gerade in meinem Studium in einer Projektarbeit. Als Gruppe haben wir und entschieden, dass wir ein Peltier Element mit konstantem Strom versorgen. Jetzt haben wir mit den im Labor verfügbaren Teilen eine Schaltung aufgebaut und bekommen nicht den erwarteten Strom raus. Es scheint wohl dem OP oder dem P-MOS irgendwo zu haken, auch wenn die Simulation reibungslos verlief. Ich habe die Schaltung mal angehängt. Die Widerstandswerte stimmen mit den Nominalwerten in unserem Aufbau überein. der OP ist ein AD820N, der P-MOS ist ein IRF9530. V1 ist repräsentativ für Netzteil/Batterie und V2 ist ein 5V/0V Signal, das die Schaltung aktiviert/deaktiviert. Die Zener haben wir gemessen mit 2,2V, würde die Schaltung nun einwandfrei funktionieren, würden wir die 2,2V auch an R2 erwarten -> ca. 900mA bis 1A. Meine beste Vermutung wäre, dass die Schaltung zu wenig Spannung bekommt und dadurch der P-MOS nicht richtig durchsteuern kann. Jedenfalls bekommen wir 0,6V am R2, also 250mA bis 260mA. Bevor ich nun nen Kühlkörper beschaffe und mehr Spannung anlege, wollte ich meine Vermutung nochmal verifizieren. Leider ist unser Betreuer momentan ersatzlos krank, also die Frage mal hier im Forum. LG Rea
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Rebecka V. schrieb: > der P-MOS ist ein IRF9530 Es gibt keinen wirklichen Grund für so einen MOSFet. Den kannst du mit 5V nicht mal ansatzweise durchsteuern. Nimm einen PNP (oder, wenn nicht genügend Basisstrom vorhanden, einen Darlington), wenn die Last auf Masse liegt. Oder einen NPN, wenn sie auf Vcc liegt.
Du solltest auchreale Bauteile für den pnp und die diode verwenDen. Erst dann kannst du sagen ob die Schaltung in der Simuöation geht.
Rebecka V. schrieb: > Meine beste Vermutung wäre, dass die Schaltung zu wenig Spannung bekommt > und dadurch der P-MOS nicht richtig durchsteuern kann. Ja. Er bekommt ja keine 5V, was je nach Exemplar auch nicht unbedingt ausreicht um 1A durchzulassen, sondern selbst wenn der AD820 voll auf GND steuert nur 5V-2.2V also 2.8V und das reicht diesen Standard (nicht LogicLevel und nicht LowLogicLevel) MOSFET sicher nicht um 1A durchzulassen. Und, habt ihr fast 0V am OpAmp Ausgang ? Nehmt einen MOSFET in dessen Datenblatt du eine RDSon Angabe findest für höchstens 2.7V UGS. Apropos: Z-Dioden mit 2.2V sind richtig schlecht, liefern keine stabile Spannung, nehmt TL431 (für 2.5V) oder wenn 2.2V sein müssen einen TLV431.
Rebecka V. schrieb: > Jetzt haben wir mit den im Labor verfügbaren Teilen eine Schaltung > aufgebaut und bekommen nicht den erwarteten Strom raus. Es scheint wohl > dem OP oder dem P-MOS irgendwo zu haken, auch wenn die Simulation > reibungslos verlief. So wie es aussieht habt ihr mit LTspice simuliert. Da bist Du genau im richtigen Forum. Stell doch bitte mal die Simulation hier in Deinem Thread ein. Was ist sehe, Transistor, Diode und OPV sind keine konkreten Typen. Was habt ihr denn real verwendet? mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > Was ist sehe, Transistor, Diode und OPV sind keine konkreten Typen. Was > habt ihr denn real verwendet? PNP ist ein BC557 Die Zener ist eine MTZJ2V0SB R0G - sollte 2V, gemessen mit 2,2V OP ist ein AD820 AN - ist Rail-to-Rail, single supply +3V bis +36V P-MOS ist ein IRF9530 - Vgsth -2V bis -4V * *Hier vermute ich ist unser Problem. Vgs ist nicht ausreichend.
Matthias S. schrieb: > Es gibt keinen wirklichen Grund für so einen MOSFet. Wie gesagt, wir haben die Auswahl an Komponenten beschränkt auf den Bestand im Labor. Das war der einzige Transistor, der den Strom mit gemacht hätte. Ich vermute also richtig, das sich das Problem alternativ mit mehr Spannung an der Versorgung lösen lassen könnte, auch wenn es nicht gerade ideal ist?
Rebecka V. schrieb: > Leider ist unser Betreuer momentan ersatzlos krank, Ohje, der Fachkräftemangel schlägt auch hier zu Buche. Rebecka V. schrieb: > die Auswahl an Komponenten beschränkt auf den > Bestand im Labor. Lösungsmöglichkeit: Wechsele das Labor und setze nicht auf das tote Pferd. Rebecka V. schrieb: > Ich vermute also richtig, das sich das Problem alternativ mit mehr > Spannung an der Versorgung lösen lassen könnte, Genau, richtig. > gerade ideal ist? Wer verbietet Dir, da mehr Spannung drauf zugeben? Ist das Labor auf 5 Volt beschränkt? Rebecka V. schrieb: > Das war der einzige Transistor, der den Strom mit > gemacht hätte. Ist das ein armselig eingerichtetes Labor. Siehe "totes Pferd" oben. Das Peltier-Element möchte doch sicherlich auch noch einen Spannungsabfall generieren, so daß es wirklich knapp werden könnte am Ausgang. Was spricht denn dagegen, die Schaltung mit 12 V zu betreiben, wenn man den 470 Ohm-Widerstand an der Z-Diode verdoppelt oder verdreifacht? Oder wie schon oben vorgeschlagen, einen PNP-Transistor am Ausgang verwenden, so einen BD682 oder TIP42 in der Richtung. >Bevor ich nun nen Kühlkörper beschaffe und mehr Spannung anlege, Ein paar Bauteile zu opfern, wenn man noch wenig Ahnung hat ist normal und vertretbar bei den hier in Frage kommenden Dimensionen. mfg
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Christian S. schrieb: > Wer verbietet Dir, da mehr Spannung drauf zugeben? Ist das Labor auf 5 > Volt beschränkt? Niemand verbietet mir da mit mehr Spannung zu arbeiten, allerdings haben wir im Labor keine Kühlkörper zur Verfügung - Muss ich also selbst beschaffen. Ich wollte lediglich den MOS nicht grillen, daher ist die Spannung noch recht stark eingeschränkt. Die Einrichtung des Labors ist wahrscheinlich dem Budget geschuldet. Meines Wissens nach ist es auch recht neu eingerichtet und entsprechend wurde erst mal Alles zusammengekratzt, was Anderswo übrig war. Da wir die Schaltung bereits auf einer Lochstreifenplatine haben und nicht mehr komplett umbauen werden, wird es also mehr Spannung und ein Kühlkörper für den PMOS. Die 12 V kommen uns ganz gelegen, da wird der CPU Kühler für das Peltierelement sich auch drüber freuen.
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Hallo Rebecka V. Das Problem ist der Aufbau deiner Stromquelle und nicht die Bauteile. Ich nehme an R2 (2,35 Ohm) ist das Pelztierchen? Wenn durch diesen Widerstand ein Strom fließt entsteht dort ein Spannungsabfall. Bei 1A sind das schon 2,35V, so bleiben zum steuern des Transistors nurmehr rund 2,7V übrig und das ist zuwenig für den MosFet (Bild 1). Lege das Pelztierchen zum Drainanschluß und einen niederohmigen Shunt in den Sourcekreis. Passe dann deine Stromquelle entsprechend an (Bild 2). Viel Erfolg. Tom
Rebecka V. schrieb: > Muss ich also selbst > beschaffen. Rebecka V. schrieb: > Die Einrichtung des Labors ist wahrscheinlich dem Budget geschuldet. Rebecka V. schrieb: > und entsprechend > wurde erst mal Alles zusammengekratzt, was Anderswo übrig war. Ob diese drei Aussagen Hinweis geben auf eine Mengel-Lage? Hoffentlich fehlen die Teile nicht woanders schmerzlich. Andererseits könnte man bei entsprechender finanzieller Polsterung eine Bestellung bei einem Elektronikversand aufgeben in zweistelliger Höhe, die die meisten der benötigten Bauteile in ausreichener Menge enthält. Lösung: eigenes Labor aufbauen, ausstatten und gewinnbringend vermarkten, evtl. an die Hochschule vermieten. mfg
Habe jetzt erst gesehen, das sich während ich die Antwort schrieb etwas geändert hat. Dann möchte ich ergänzen, dass du den Shunt auch größer dimensionieren kannst. Dadurch kann er einen Teil der Verlustleistung verbraten und du sparst den Kühlkörper. Tom
TomA schrieb: > Habe jetzt erst gesehen, das sich während ich die Antwort schrieb etwas > geändert hat. Dann möchte ich ergänzen, dass du den Shunt auch größer > dimensionieren kannst. Dadurch kann er einen Teil der Verlustleistung > verbraten und du sparst den Kühlkörper. > > Tom Das mit dem Shunt werde ich mit meinem Laborpartner nochmal durchsprechen, schaue dann mal was das Labor so her gibt. Der PMOS wird bei 1A allerdings kaum um einen Kühlköper rum kommen, da Rth,ja bei 62 K/W liegt und es mit maximal 175°C Tj schnell kritisch werden kann. Ab 2V hat der Arme dann keinen Spaß mehr. Jedenfalls recht vielen Dank an Alle, die sich so rege mit Rat und Tat gemeldet haben. Ich hab jetzt wieder nen Plan wie es weiter gehen wird. LG Rea
Du kannst das, was dem Transistor zu viel ist auch im Shunt verbraten. Viel Erfolg. Tom
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Habe nochmal darüber nachgedacht und komme zu einem anderen Konzept. Ich nehme an, Ziel eurer Hardware ist es das Pelztierchen mit einem bestimmten Strom zu betreiben, welchen man ein- und ausschalten kann? Dazu braucht es keine Konstantstromquelle. Wenn eure Versorgung die 5V/12V stabil genug liefern kann, braucht es nur einen geeigneten Vorwiderstand der Strom ist dann automatisch konstant. Der Transistor dient nur dem Schalten des Stromes und hat deshalb kaum Verlustleistung. Der Vorwiderstand bestimmt den Strom und verheizt die Verlustleistung. Falls es weniger Verlustleistung sein muss kann der Transistor mit PWM gesteuert werden, wobei der Vorwiderling entfällt. Ihr solltet die Köpfe nochmal darüber zusammenstecken. Tom
Rebecka V. schrieb: > das sich das Problem alternativ mit mehr Spannung an der Versorgung > lösen lassen könnte Wenn auch die ein/aus Steuerspannung nicht bei 0/5V bleibt sondern der dann höheren Spannung (0V/xV oder -5V/0V bezogen auf xV) entspricht. TomA schrieb: > Ich nehme an R2 (2,35 Ohm) ist das Pelztierchen? Natürlich nicht, die Schaltung ist eine Konstantstromquelle. TomA schrieb: > komme zu einem anderen Konzept Lass das lieber mal Rebecca machen, die ist jetzt schon besser als du.
@Laberkopp Quak (Guten Morgen auf fröschisch). Wenn du es nicht verstehst, ist das nicht Problem der Schaltung oder meines, sondern deines. Schönen Tag noch. Tom
TomA schrieb: > das ist nicht Problem der Schaltung oder meines, sondern deines. Biff: "Falsch Hufschmied, es ist deins!" Ein Pelztier mag kein PWM.
@Michael. Sorry, das wusste ich nicht - Danke. Dann eben ohne PWM, und die Verlustleistung in Widerstand und Transistor verheizen, oder über die Spannung steuern. Gruss. Tom
Hallo Michael. Ist interessant und könnte "Team Rebecka" auch interessieren. Kennst du zufällig den Grund warum ein Pelztierchen keine PWM mag? Habe eben grob nachgesehen und gefunden, dass es im Frequenzbereich 300 bis 3000Hz praktikabel angewendet werden kann. Das ist doch brauchbar, vor allem da die Temperatur eine Größe ist die sich nicht sprunghaft ändert. Link: https://softsolder.com/2012/12/03/peltier-module-pwm-frequency/ Gruß. Tom
TomA schrieb: > Kennst du > zufällig den Grund warum ein Pelztierchen keine PWM mag? Ein wesentlicher Grund ist, dass PWM die ohnehin schon bescheidene Effizienz des Peltiers noch verschlechtert. Der (gewünschte) Wärmetransport richtet sich nach dem Mittelwert des Strom. Die (unerwünschten) Heizverluste richten sich nach dem Effektivwert des Stroms, bei dem der Zeitverlauf quadriert gemittelt wird. PWM Ansteuerung führt also bei gleichem Wärmetransport zu höheren Heizverlusten, was die Effizienz des Peltiers reduziert. Daneben gibt es diverse Betrachtungen zur reduzierten Lebensdauer von PWM-gesteuerten Peltiers. Da kommt es aber imho auf die konkrete Ausgestaltung an. TomA schrieb: > Link: > https://softsolder.com/2012/12/03/peltier-module-pwm-frequency/ Tja, das Inernet ist groß, da findet man eine Menge unterschiedlicher Aussagen...
TomA schrieb: > Kennst du zufällig den Grund warum ein Pelztierchen keine PWM mag? Der Wirkungsgrad ist schlechter wenn man Abschnittsweise stärker kühlt und das durch Pausen ausgleicht. Das bringt nur zusätzliche unerwünschte Verlustwärme!
Hallo Achim S. Danke, wieder etwas dazugelernt. Gruß. Tom
Rebecka V. schrieb: > die Auswahl an Komponenten beschränkt auf den > Bestand im Labor. Wenn noch ein Elko im Labor rumliegen sollte, dann ginge doch noch etwas mit der PWM, die TomA vorschlug. Wenn noch ein paar BC-Transistoren rumliegen sollten, könnte auch eine zusätzliche negative Hilfsspannung erzeugt werden.
Dieter D. schrieb: > Wenn noch ein Elko im Labor rumliegen sollte, dann ginge doch noch etwas > mit der PWM So lange keine Spule vorliegt, macht ein C aus einer PWM noch lange keine Gleichsannung (ohne dieselben Verluste wie ein Linearregler). Grundlagen, Dieter, Grundlagen.
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Dieter D. schrieb: > Wenn noch ein Elko im Labor rumliegen sollte, dann ginge doch noch etwas > mit der PWM Vorrangig ist erst einmal eine Spule in Serie zu verbauen, wenn dahinter der Elko vergessen wird, ist das noch nicht so schlimm.
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Michael B. schrieb: > Grundlagen, Dieter, Grundlagen. Es kommt so DC mit wenig Ripple heraus. Also fast Gleichspannung. Simuliert mit: https://www.falstad.com/circuit/ Strom und Spannung werden mit dem Taktverhältnis des Rechteckgenerators eingestellt. Die Schaltung hat natürlich Verluste, wie ein Linearregler. (Jetzt müßte nur noch eine Induktivität und Freilaufdiode ergänzt werden um einen besseren Wirkungsgrad zu bekommen.)
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Hallo Michael B. Jetzt habe ich etwas Zeit und da Advent ist und Grundlagen gerade das Thema sind, magst du vielleicht meine bescheidene Hütte mit deinem Wissen erhellen. Nachdem du so auf eine Konstantstromquelle bestehst, erstmal der Stand der Dinge: Ich schlage vor den Strom im Kreis mit einem Vorwiderstand einzustellen. Gegeben ist eine stabilisierte Quelle mit 5V, das Pelztierchen, und ein Vorwiderstand. Wenn ich die Widerstände in Reihe als Last an die Quelle anschließe wird sich, nach dem ohmschen Gesetz, ein Strom einstellen der den Gegebenheiten entspricht. Dabei spielt die Reihenfolge der Widerlinge keine Rolle. Wenn nun die Spannung konstant ist und die Widerstände auch, wird auch der Strom konstant sein. (Für Erbsenzähler: Effekte wie Temperaturdrift, Rauschen ... für das Schaltungsprinzip nicht berücksichtigt, solche Effekte kennt eine Konstantstromquelle auch). Warum siehst du die Notwendigkeit einen bereits konstanten Strom durch eine weitere Konstantstromquelle zu stabilisieren? Ich sehe da nur einen erhöhten Aufwand. Gruß. Tom
Ich würde einen LM317 + einen Widerstand nehmen. In dem IC befindet sich die Referenzspannung, der Operationsverstärker, der Leistungstransistor und sogar ein thermischer Schutz. https://elektro.turanis.de/html/prj153/index.html Zum ein/aus Schalten kannst du noch einen MOSFET dazu packen, Aber: PWM ist Peltier Elemente eine schlechte Idee. Das tut den Dinger gar nicht gut und verringert den Wirkungsgrad.
Dieter D. schrieb: > Es kommt so DC mit wenig Ripple heraus Bei Verlusten wie einem Linearregler, was meinst du, warum ich das extra dazu schreibe, damit du es ignorieren kannst ? TomA schrieb: > Nachdem du so auf eine Konstantstromquelle bestehst, Es ist der (sinnvolle) Wunsch von Rebecka, warum ignorierst du ihn ? Rebecka weiss offenbar schon, dass man ein Peltier besser mit Dauerstrom als mit PWM versorgt. Oder macht einfach nur, was in der Praktikumsaufgabe steht, auch recht. Du hingegen machst Thema verfehlt, 6, setzen.
Mit PWM muss aber auch die Regelung noch her. Bei der Konstantstromquelle gibts ne nahezu konstante Leistung am Peltier. Der R vom Peltier ist abhängig von der Temperatur. Das heißt man müsste mit einem Shunt den Strom messen und eine Regelung aufbauen, die ein PWM Signal rausgibt. Was kommt als nächstes ein Mikrocontroller reinfummeln? :))
Dieter D. schrieb: > Michael B. schrieb: >> Grundlagen, Dieter, Grundlagen. > > Es kommt so DC mit wenig Ripple heraus. Also fast Gleichspannung. > Simuliert mit: > https://www.falstad.com/circuit/ > Strom und Spannung werden mit dem Taktverhältnis des Rechteckgenerators > eingestellt. Die Schaltung hat natürlich Verluste, wie ein Linearregler. > (Jetzt müßte nur noch eine Induktivität und Freilaufdiode ergänzt werden > um einen besseren Wirkungsgrad zu bekommen.) Ist der "FET" nicht verkehrt herum in der "Schaltung"?
.... und was meinen hier manche wie lustig sie seien? Pelztierchen. Das ist wie "zum Bleistift", schon beim ersten Mal nicht lustig.
@laberkopp Verstehe, so ein Nick verpflichtet. Tom
Michael B. schrieb: > Bei Verlusten wie einem Linearregler, was meinst du, warum ich das extra > dazu schreibe, Die wichtigste Randbedingung in Klammern zu setzen ist didaktisch sehr ungeschickt.
TomA schrieb: > Warum siehst du die Notwendigkeit einen bereits konstanten Strom durch > eine weitere Konstantstromquelle zu stabilisieren? Ich glaube das beantworte ich mal an der stelle. Ich hatte das nicht erwähn, allerdings dürfen wir nicht von einer Stabilisierten Quelle für die Betriebsspannung ausgehen. Wir dürfen zwar die Parameter der Quelle in nem gewissen Maße einschränken. Sinn uns Zweck des Praktikums ist aber, das wir die Stabilisierung selber aufbauen.
Stefan F. schrieb: > Ich würde einen LM317 + einen Widerstand nehmen. Stimmt, wenn wir bei 1A bleiben wollen ist das auch kein Problem. Im Labor sind wir auch angehalten es nicht zu übertreiben. Prinzipiell sollte die Schaltung allerdings mehr Strom ab können als ein LM317 liefern kann. Kurz um Strom konstant bei 1A ist nur für das Labor so eingestellt. Außerdem war eine Einschränkung, die wir auf Grund von Bauteileverfügbarkeiten uns selbst aufgezwungen hatten, das wir Komponenten aus dem Laborbestand nutzen. LG Rea
Hallo Rebecka. Danke für die Info, so wird das Bild klarer. Gruss. Tom
WF88 schrieb: > Ist der "FET" nicht verkehrt herum in der "Schaltung"? Tatsächlich ist der richtig rum. Das ist ein P-MOS, der wird wie ein PNP-BJT "falsch herum" beschaltet. Ein N-MOS wäre beispielswese mit Drain gegen Masse, bzw. gegen nen Low-Side-Shunt. Der P-MOS wird allerdings mit Drain gegen Vs oder nen High-Side-Shunt Geschaltet. Das hat mit den erforderlichen Potentialunterschieden zu tun um die Transistoren durchzusteuern. Ist dann Schaltungstechnisch einfacher umzusetzen, weil die erforderlichen Potenziale, bei ausreichend Betriebsspannung, dann innerhalb der Grenzen von Vs liegen. LG Rea
Wenn der OP an den Eingängen bis an die Grenze der Versorgungsspannung noch funktioniert, dann kannst Du die Vergleichspannung am Plus-Eingang mit einem Widerstandsteiler (parallel zu D1) herabsetzen auf eine Spannungsdifferenz von unter einem Volt. Der Widerstand R2 kann verkleinert werden. So erreichst Du einfach einen höheren Ausgangsstrom.
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Rebecka V. schrieb: > WF88 schrieb: >> Ist der "FET" nicht verkehrt herum in der "Schaltung"? > > Tatsächlich ist der richtig rum. Das ist ein P-MOS, der wird wie ein > PNP-BJT "falsch herum" beschaltet. > Ein N-MOS wäre beispielswese mit Drain gegen Masse, bzw. gegen nen > Low-Side-Shunt. Der P-MOS wird allerdings mit Drain gegen Vs oder nen > High-Side-Shunt Geschaltet. > Das hat mit den erforderlichen Potentialunterschieden zu tun um die > Transistoren durchzusteuern. Ist dann Schaltungstechnisch einfacher > umzusetzen, weil die erforderlichen Potenziale, bei ausreichend > Betriebsspannung, dann innerhalb der Grenzen von Vs liegen. > LG Rea Mist, da habe ich den Pfeil für P und N verwechselt. Danke fürs Aufklären!
Rebecka V. schrieb: > Außerdem war eine Einschränkung, die wir auf Grund von > Bauteileverfügbarkeiten uns selbst aufgezwungen hatten, das wir > Komponenten aus dem Laborbestand nutzen. Ja, da ist der LM317 schon zu "modern". :)) Ich habe, als vor rund 40 Jahren NiCd-Akkus Verbreitung fanden, eine ganz einfache Konstantstromquelle zum Laden gebaut. Hintergrund: NiCd-Akkus sollten mit 1/10 der Nennkapazität (1/10 C) 14 Std. geladen werden. Meine Schaltung sah aus wie hier vorgestellt: https://elektronikbasteln.pl7.de/konstantstromquelle-mit-einem-npn-transistor Einfacher und mit gewöhnlicheren Bauteilen geht kaum. Meine Akkus haben übrigens lange gelebt. NiCd-Akkus waren bezüglich Überladung nicht so empfindlich wie NiMH-Akkus. Wenn Ladestrom und Zeit eingehalten wurden, klappte das gut (machten damals viele käufliche Geräte nicht).
Rainer Z. schrieb: > Meine Schaltung sah aus wie hier vorgestellt: > https://elektronikbasteln.pl7.de/konstantstromquelle-mit-einem-npn-transistor Wenn man da die Zenerdiode durch einen R/C Tiefpass ersetzt, kann man das Ding mit PWM ansteuern und hinten kommt ein steuerbarer Gleichstrom für das Peltier Element heraus.
Man könnte auch ein zweites Netzteil dahernehmen, und für eine negative Betriebsspannung gegen Masse sorgen, an die der OPV mit seinem "Minuspol" dann kommt (-5V oder so, Gesamtspannung muß aber unterhalb Ugs_max bleiben). Alles andere bleibt an Masse wie bisher. Damit arbeitet der Mosfet immer noch gegen nur 5V Differenz. Und wie üblich: es kommen Abblock-Kondensatoren zw. Betriebspannung(en) und Masse möglichst nah am OPV, wenn es in der Realität aufgebaut werden soll.
Die Zener driftet dir aber weg. Dann lieber noch eine 0.7V Si zur Temperaturkompensation
Da Baby schrieb: > Die Zener driftet dir aber weg. Richtig. Das ist das Problem!!1!elf > Dann lieber noch eine 0.7V Si zur Temperaturkompensation Mindestens. Besser zwei!
Stefan F. schrieb: > Aber: PWM ist Peltier Elemente eine schlechte Idee. Das tut den > Dinger gar nicht gut und verringert den Wirkungsgrad. Stefan F. schrieb: > Wenn man da die Zenerdiode durch einen R/C Tiefpass ersetzt, kann man > das Ding mit PWM ansteuern und hinten kommt ein steuerbarer Gleichstrom > für das Peltier Element heraus. Ja was denn nun..?? 73 Wilhelm
Wilhelm S. schrieb: > Ja was denn nun..?? Du kommst dir wohl gerade besonders clever vor. Sich absichtlich blöd stellen ist aber einfach nur blöd. Auch wenn du das gerade nicht erkennst. Ich habe vorgeschlagen, wie man die schlechte PWM in einen guten Gleichstrom umwandeln kann.
Wilhelm S. schrieb: > Ja was denn nun..?? Über den Tiefpass wir das PWM-Signal geglättet. Funktioniert wie beim Glätten nach nem Gleichrichter bei AC zu DC, nur ist das Integral über die Periodendauer hier proportional zur Pulsweite. Ergo über PWM einstellbare Gleichspannung.
Stefan F. schrieb: > Wenn man da die Zenerdiode durch einen R/C Tiefpass ersetzt, kann man > das Ding mit PWM ansteuern und hinten kommt ein steuerbarer Gleichstrom > für das Peltier Element heraus. Klingt super für wenn ich das mal privat nachbauen möchte und dann mit nem μC rumspielen will. Danke
Hallo Stefan. Stefan F. schrieb: > Du kommst dir wohl gerade besonders clever vor. Sich absichtlich blöd > stellen ist aber einfach nur blöd. Auch wenn du das gerade nicht > erkennst. Entschuldigung, ich hatte es nicht aufmerksam genug gelesen. Ansonsten empfinde ich mich genau so clever oder blöd wie viele Andere. 73 Wilhelm
Wilhelm S. schrieb: > Entschuldigung, ich hatte es nicht aufmerksam genug gelesen. > Ansonsten empfinde ich mich genau so clever oder blöd wie viele Andere. Entschuldigung akzeptiert
Hat bestimmt schon jemand angemerkt, dass 1A Strom und ein Transistor/MOSFET in einer linear-Regelung ein Haufen Strom verheizt. > Niemand verbietet mir da mit mehr Spannung zu arbeiten, allerdings haben > wir im Labor keine Kühlkörper zur Verfügung - Muss ich also selbst > beschaffen. Tjo, dann kannst du dir bei ebay gleich ein fertiges Konstantstrom-Modul mit irgendeinem Schaltregler für 5€ kaufen.
Sie sollen nicht lernen wie man einkauft, sondern Elektronik entwickelt :)
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Hallo Rebecka V. Viele Wege führen nach Rom, einer davon sieht aus wie im Anhang. Viel Erfolg. Tom
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Ich würde die bestehende Schaltung auf eine dieser Arten modifizieren. Damit stehen dem p-mos 4V zum ansteuern zur Verfügung. Stück Alublech für den p-mos ist eine gute Idee. Dessen Parameter werden von temperatur beeinflußt.
Die kleinere rechte Schaltung hat den Vorteil, daß die Steuerspannung auch z.B. aus einem analogen Mikrocontroller-Ausgang kommen kann. R3 bzw. R7 ist nur zum verbraten übeschüssiger Leistung, könnte bei genug Kühlkörper auch weg.
Ich finde aber den Ansatz Schaltregler ebenfalls passend, grade weil auf einen Kühlkörper verzichtet werden sollte (oder sogar müßte). Michael M. schrieb: > Dieter D. schrieb: >> Wenn noch ein Elko im Labor rumliegen sollte, dann ginge doch noch etwas >> mit der PWM Nun ja, es ginge, aber noch nicht mit geringsten Verlusten. > Vorrangig ist erst einmal eine Spule in Serie zu verbauen, Erst diese erlaubt (bei entspr. Güte und Niederohmigkeit) den hocheffizienten Betrieb - erst die Speicherdrossel macht das Ganze zu einem wirklichen Schaltwandler. > wenn dahinter > der Elko vergessen wird, ist das noch nicht so schlimm. Nicht schlimm, aber würde im Betrieb (evtl. wesentlich - je nach Kapazität und ESR) den Stromripple vermindern können... besser MIT Elko. Dem Peltier ist zum Glück fast egal, ob man es mit CC also Konstantstrom oder CV also Konstantspannung betreibt, also gingen nicht nur Fertig-Module (oder nicht nur DIY) mit CC, bzw. CCCV oder CVCC (die meisten können dann ja beides). Reine CV-Module - "klassische Spannungsregler" - aber sind noch viel zahlreicher zu finden. Bzw. auch einfacher zu konstruieren bei DIY - denn eine Spannungsregelung entwirft sich doch meistens einfacher - vor allem, wenn man den Schaltwandler (hier wohl der Fall) vermutlich diskret aufbauen würde. Leider ist sowohl die Anwendung unbekannt (was das Peltier genau tun soll) - möglich wären heizen, kühlen, und beides abwechselnd. Weiterhin: Aussetzbetrieb/Zeiten? (Teil der ANWENDUNG.) [EIGENTLICH wären das wesentliche_Infos_zur_Auslegung_der VERSORGUNG - längst nicht jede Art der Versorgung "kann" jede Anforderung. Seltsam, daß sogar DAS ungenannt bleibt.) Sowie, welche Bauteile zur Verfügung stünden, oder evtl. besorgt oder selbst angefertigt (Speicherdrossel) werden könnten... alles unbekannt. Zu guter Letzt -außer ich habe da was überlesen- kennt man leider nicht mal die "DEAD LINE", und weiß auch nicht, wie viele Stunden / Tag, Woche, Monat (oder einfach insgesamt) noch zur Verfügung stünden. Zusammen mit vorh. Teilen etc. und den Anforderungen würde aber genau diese Info Entscheidungen über "Option X - j/n?" erlauben... Bisher läuft das Forum/dieser Thread nur auf Sparflamme.
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Das zähe vorwärtskommen liegt an der Salamitaktik. Es fehlen noch immer essentielle Informationen um konkret helfen zu können. Es sind schon viele brauchbare Vorschläge gefallen die Team Rebecka auswerten kann. Dabei können sie viel lernen, fachlich wie sozial! Gruss. Tom
Mampf F. schrieb: > Tjo, dann kannst du dir bei ebay gleich ein fertiges Konstantstrom-Modul > mit irgendeinem Schaltregler für 5€ kaufen. Sinn und Zweck der Übung ist es, das wir genau das eben nicht tun. Ich habe das eventuell nicht explizit erwähnt, es sei aber gesagt, das die Entwicklung einer Schaltung um ein Regler IC das höchste der Gefühle ist.
TomA schrieb: > Das zähe vorwärtskommen liegt an der Salamitaktik. Okay, unsere Aufgabenstellung: Wir haben ein Peltierelement, das wir mit eingeschlateten Zustand 1A konstant betreiben wollen. Ein externes Signal (ein/aus) soll genutzt werden um das Pertierelement ein bzw. aus zu schalten - Möglicherweise Temperaturabhängig mit Hysterese. Komponenten aus dem Laborbestand sind zu verwenden. Ich weiß nciht was du erwartet hast, aber viel Spaß beim Lösen. LG Rea
Rebecka V. schrieb: > Sinn und Zweck der Übung ist es, das wir genau das eben nicht tun. Eh klar. Problem der bestehenden Schaltung ist auch nur, daß der p-mos nur fast genug aufgesteuert wird. Daher mein Vorschlag, den Fühlerwiderstand auf 1Ω zu verringern. Natürlich muß die Steuerspannung des OPV dann zwischen 5V und 4V liegen, damit wieder 0..1A möglich sind.
Rebecka V. schrieb: > Wir haben ein Peltierelement, das wir mit eingeschlateten Zustand 1A > konstant betreiben wollen. OK verstanden. Man muss tun, was man tun muss. Dennoch interessiert mich, warum es ein konstanter Strom sein soll und warum ausgerechnet 1A. Eine davon unabhängige Regelung ist ja auch noch gefordert: > Ein externes Signal (ein/aus) soll genutzt werden um das Pertierelement > ein bzw. aus zu schalten - Möglicherweise Temperaturabhängig mit > Hysterese. Jede Aufgabe muss ja auch einen Sinn haben, jedenfalls für mich.
Stefan F. schrieb: > Dennoch interessiert mich, warum es ein konstanter Strom sein soll und > warum ausgerechnet 1A. Eine davon unabhängige Regelung ist ja auch noch > gefordert: Jap eine Stromquelle, weil ich da Bock drauf hatte. Ein Peltierelement, weil mein Laborpartner das cool findet. Eine analoge Schaltung zur Temperatursteuerung, weil der Prof was zum Bewerten braucht. Die Versorgungsspannung kann nicht als stabilisiert angenommen werden, weil der Prof das so sagt. LG Rea
Noch zwei Schaltungen zur Inspiration: https://europe1.discourse-cdn.com/arduino/original/4X/5/a/c/5ac34afe85c40505c11256a8d7d317aeca5935af.jpeg Das wäre jetzt mit einem konstanten Strom, den der Mikrocontroller an/aus schalten kann. oder diese: https://www.mikrocontroller.net/attachment/381706/Schaltung_KSQ.png Hier wird PWM in einen steuerbaren Konstantstrom umgewandelt.
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Eine Schaltung im Bereich eurer Möglichkeiten kann aussehen wie im Anhang. Falls der OpAmp unstabil arbeitet, könnt ihr ihn, wie durch C1 angedeutet, durch eine Gegenkopplung stabilisieren. Die Referenz entspricht der Flußspannung von D1 mit ca. 0,7V. Am Shunt fällt bei 1A eine Spannung von 1V ab. Diese Spannung wird durch das Poti heruntergeteilt auf 0,7V. Mit Diode D2 kann die Stromquelle abgeschaltet werden. Das ausarbeiten zu einer funktionstüchtigen Schaltung übernehmt ihr besser selbst. Viel Erfolg. Tom
Die Aufgabe ist doch inzwischen klar definiert, warum wird nun also die Sinnhaftigkeit der Aufgabe diskutiert und nicht lösungsorientiert darauf geschaut? Selbst die verfügbaren Bauteile sind bekannt! P.S. ich kann die Aufgabe selber nicht lösen weil mir das Wissen dazu fehlt P.P.S. ich freue mich sehr, dass hier mal eine studierende Person schreibt, die einen echten Lösungsansatz sucht, selbst mitdenkt und rechnet und ernsthaft daran arbeitet. Ist eine nette Abwechslung zu "hier meine Hausaufgabe" und "Sagt mir einfach die Lösung"
Rebecka V. schrieb: > P-MOS ist ein IRF9530 - Vgsth -2V bis -4V * V_GS(th) gibt an, bei welcher U_GS ein Strom von 250µA fließen kann. Du willst aber deutlich mehr. Guck dir mal im Datenblatt die Fig. 1 -Typical Output Characteristics an.
Warum? schrieb: > ich freue mich sehr, dass hier mal eine studierende Person schreibt, > die einen echten Lösungsansatz sucht, selbst mitdenkt und rechnet und > ernsthaft daran arbeitet. Darin liegt doch der ganze Spaß oder? Das mit der Argumentation um eine selbst ausgedachte Aufgabenstellung verstehe ich auch nicht ganz. Die Lösungsansätze sehen aber allesamt echt gut aus und erweitern den Horizont, wenn man sich mal rein denkt. Daher nochmal Vielen Dank an Alle für eure Unterstützung. LG Rea
Erste Feststellung wäre, das eine geeignete Freilaufdiode fehlt. Dafür könnten Transistoren oder der nichtgebrauchte Mosfet zweckentfremdet werden. Dieser ließe sich für den Schaltwandler zweckentfremden: Wuerth Elektronik, 8-24V, 12W, 55kHz
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Ich vermute mal dass bei -5V Vgs ein Drainstrom (Id) von ca. -3,2A möglich ist.
Rebecka V. schrieb: > Warum? schrieb: >> ich freue mich sehr, dass hier mal eine studierende Person schreibt, >> die einen echten Lösungsansatz sucht, selbst mitdenkt und rechnet und >> ernsthaft daran arbeitet. > > Darin liegt doch der ganze Spaß oder? Ja, vor allem bist Du mit einem Schaltungsentwurf in den Thread gestartet. Hier gab's schon Spaßvögel, die ihre Aufgaben komplett im Forum lösen lassen wollten. Aber was ich lustig fand oder warum ich mich melde: Über den "Bauteilebestand" musste ich schmunzeln. Das ist jetzt aber nur ein beschränktes Reservoir für die konkrete Aufgabe, oder? Da ist ja mein Bastlerbestand um ein Vielfaches größer. :) Wünsche natürlich Spaß und Erfolg mit dem Projekt.
TomA schrieb: > Ich vermute mal dass bei -5V Vgs ein Drainstrom (Id) von ca. -3,2A > möglich ist. Ja aber nur wenn der Transistor die typische Kennlinie hat. Man beachte, wie bei Vgs(th) vom typischen Wert abweichen darf. Schiebe die ganze Kurve um ein Volt nach rechts, dann bekommst du ungefähr 0 A heraus. Ergo: Der Transistor taugt nicht für 5 Volt.
Der gewählte Arbeitspunkt liegt nahe dem temperaturstabilen Bereich, da veschiebt sich thermisch nicht so viel. Gruss. Tom
Rainer Z. schrieb: > Über den "Bauteilebestand" musste ich schmunzeln. Ach da ist die Liste. Jetzt habe ich sie auch gesehen. Nur zwei MOSFET zur Auswahl und beide sind nicht für 5V spezifiziert, sollen aber mit (unstabilen) 5V angesteuert werden. Ich würde sagen: Die MOSFET sind raus. Die anderen Transistoren haben alle TO-92 Gehäuse sind als auch nicht geeignet, großartig Energie zu verheizen. Ich denke, du (Rebecka) solltest nochmal mit deinem Professor über das Material diskutieren. Oder die Spannung erhöhen.
TomA schrieb: > Der gewählte Arbeitspunkt liegt nahe dem temperaturstabilen Bereich, da > veschiebt sich thermisch nicht so viel. Es geht nicht um thermische Verschiebung, sondern um Materialstreuung. Und ich denke, damit umgehen zu können, gehört auch mit zur Ausbildung. Wenn ich Professor wäre, und müsste eine Schaltung bewerten die nur mit Glück funktioniert, dann kann diese Bewertung nicht gut ausfallen.
Du kennst den Materialbestand, Team Rebecka hat keine große Wahl. Also - Versuch macht kluch. Gruß. Tom
Stefan F. schrieb: > Nur zwei MOSFET zur Auswahl und beide sind nicht für 5V spezifiziert, > sollen aber mit (unstabilen) 5V angesteuert werden. Ich würde sagen: Die > MOSFET sind raus. > > Die anderen Transistoren haben alle TO-92 Gehäuse sind als auch nicht > geeignet, großartig Energie zu verheizen. Gut gesehen! Ich wundere mich allerdings über nichts. Auch ich und meine Mitstreiter:innen haben sich öfters über zerstreute Professor:innen gewundert (es war nicht E-Technik, aber es gilt für andere Fakultäten genauso).
Stefan F. schrieb: > Nur zwei MOSFET zur Auswahl und beide sind nicht für 5V spezifiziert, > sollen aber mit (unstabilen) 5V angesteuert werden. Ich würde sagen: Die > MOSFET sind raus. Nein, die sind noch nicht raus, weil nach der Stückliste wäre es möglich noch eine negative Versorgungsspannung geringer Leistung zur erzeugen. Ein OP arbeitert dazu als Multivibrator. Wenn nicht genügend Dioden vorhanden sind, weil jedes Bauteil auf der Liste nur 1x vorhanden sein könnte, könnten die Zenerdioden zweckentfremdet werden. Prinzip: http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html Astabiler Multivibrator mit OP: https://elektronikbasteln.pl7.de/rechteckgenerator-mit-operationsverstaerker Für di PWM als Schaltregler gäbe es noch eine andere Variante über Bootstrapping, das auch in umgekehrter Richtung für negative Gatespannung oder Basisspannung angewendet werden kann. Stefan F. schrieb: > Wenn ich Professor wäre, und müsste eine Schaltung bewerten die nur mit > Glück funktioniert, dann kann diese Bewertung nicht gut ausfallen. Das kommt darauf an. Wenn die Schaltung funktioniert, aber mit Fehlerrechnung nachgewiesen wird, dass das nur Glück war, dann ist das auch in Ordnung.
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TomA schrieb: > Falls der OpAmp unstabil arbeitet, könnt ihr ihn, wie durch C1 > angedeutet, durch eine Gegenkopplung stabilisieren. Auch wenn ich nicht ad hoc so recht überblicke, ob das Kondensator C1 an der richtigen Stelle eingezeichent ist, so wäre es für ein Uni-Projekt von Vorteil zu wissen warum der hilft. Frequenzgänge wollen also gemalt werden... Zu den vorgeschlagenen, auf einer Rückkopplung mit OpAmp basierenden Stromregelung der vorsichtige Hinweis, dass das Internet voll ist mit Versuchen, diese stabil (keine Schwingungen) zum Laufen zu bekommen. Am Ende kommt es immer zu einem Einsatz eine I-Reglers (auch unter Type 1 (oder 2?) compensation zu finden), u.a. eben jener Kondensator C1 (ich konnte allerdings nicht den noch notwendigen Widerstand im Vorschlag von TomA finden). Und dann sind es wieder Frequenzgänge o.ä. mit denen begründet werden müßte, warum man den C1 braucht... In einem Nachbarthread ein ähnliches Problem (von mir, ähnliches Problem: steuerbare Stromquelle zum 50576zigsten), wo der Hinweis kam, dass man auf den OpAmp auch ganz verzichten könne. Beim Peltier-Element kommt doch nur auf einen konstanten Strom an, nicht jedoch ob das 1A auf das mA genau getroffen wurde, oder? Letzter Entwurf mit Hilfe des Forums hier (ist low side, also umdenken) Beitrag "Re: Push/Pull in spannungsgeregelter Stromquelle / Frage zur Auslegung" Dort wird ein Transistor eingesetzt, der aber hinsichtlich notwendiger elektrischer Eigenschaften deine Bauteileliste überfordert. 1A sind eben 1A, das wird im TO-92 Gehäuse nix ...
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Hallo Rebecka. Ein hab ich noch! Ihr arbeitet ja mit einem Trafo, dann könnt ihr mit den vorhandenen Mitteln eine negative Hilfsspannung (C2, C3, D5, D6) für den Operationsverstärker bauen. Dadurch kann der FET dann ausreichend angesteuert werden. V1 ist die Sekundärwicklung des Trafo. @Sebastian S. Der Kondensator ist nicht die Stabilisierung, sondern ein Hinweis dass dort die Stabilisierung eingefügt wird. Wie diese genau aussieht hängt von den realen Verhältnissen ab. Gruss. Tom
Hallo Rebecka. Ein hab ich noch! Mit der negativen Hilfsspannung sollte auch deine ursprüngliche Schaltung funktionieren. Mit den gegebenen Vorschlägen vieler Helfer hier kannst du sie dann noch verbessern. Gruß. Tom
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